Перестановки и размещения

Содержание

Слайд 2

Упорядоченные множества. Перестановки и размещения Множество называется упорядоченным. Если каждому элементу

Упорядоченные множества. Перестановки и размещения

Множество называется упорядоченным. Если каждому элементу множества

противопоставлено некоторое число от 1 до n. Каждый элемент множества имеет свой номер.
Упорядоченные множества, отличающиеся только номерами своих элементов, называются перестановками.
ПРИМЕР. Составить все перестановки множества А={a,b,с}?
Слайд 3

Варианты перестановок множества Пусть задано множество А из n – элементов,

Варианты перестановок множества

Пусть задано множество А из n – элементов, а

Pn – число перестановок.
ТЕОРЕМА:

ДОКАЗАТЕЛЬСТВО: Будем последовательно выбирать элементы
множества А и размещать их в определенном порядке на n местах.
На первом месте может оказаться любой из n. На втором любой из
(n-1) и т.д. По правилу умножения:

Слайд 4

Примеры Задача 1. Сколькими способами можно поставить 4 книги на полке.

Примеры

Задача 1. Сколькими способами можно поставить 4 книги на полке.
Задача 2.

Сколькими способами можно упорядочить множество {1,2,3…2n} так, чтобы каждому четному элементу множества соответствовал четный номер.
Слайд 5

Перестановки данного множества Задача 3. Сколько можно составить перестановок из n

Перестановки данного множества

Задача 3. Сколько можно составить перестановок из n элементов,

в которых данные два элемента не стоят рядом.
ПРИМЕР. Составить все перестановки множества А={a,b,с,d}, где а и d не стоят рядом?
Найти……..написать на доске
Слайд 6

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 3 Шаг 1.Определим число перестановок, в которых a и

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 3

Шаг 1.Определим число перестановок, в которых a и b

стоят рядом.
Шаг 2. Возможны варианты: a стоит на первом месте, a стоит на втором месте, a стоит на (n-1) месте; b стоит правее a – таких случаев (n-1).
Шаг 3. Кроме этого, a и b можно поменять местами и следовательно существует 2(n-1) способов размещения a и b рядом.
Шаг 4. Каждому из этих способов соответствует (n-2)! перестановок других элементов.
Слайд 7

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 3 Шаг 5. Таким образом число перестановок в которых

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 3

Шаг 5. Таким образом число перестановок в которых a

и b стоят рядом равно: 2*(n-1)*(n-2)! = 2(n-1)!
Общее число перестановок n!
Число перестановок, где a и b не стоят рядом равно:
n!-2(n-1)!=(n-1)!*(n-2)
Слайд 8

Задача Задача 4. Сколькими способами можно расположить 8 ладей на шахматной

Задача

Задача 4. Сколькими способами можно расположить 8 ладей на шахматной доске

так , чтобы они не могли бить друг друга.
Ответ: n! = 8! = 40320
Слайд 9

Задача 4 Ответ: n! = 8! = 40320

Задача 4

Ответ: n! = 8! = 40320

Слайд 10

Упорядоченные подмножества данного множества Задано множество А. ВОПРОС: Сколько можно получить

Упорядоченные подмножества данного множества

Задано множество А.
ВОПРОС: Сколько можно получить упорядоченных подмножеств

данного множества?
1. Число всех упорядоченных k- элементных подмножеств множества А равно:
2. Каждое такое подмножество можно упорядочить k! способами.
ОТВЕТ:

*k!

Слайд 11

Упорядоченные подмножества данного множества ТЕОРЕМА: Число упорядоченных k- элементных подмножеств множества

Упорядоченные подмножества данного множества

ТЕОРЕМА: Число упорядоченных k- элементных подмножеств множества из

n элементов равно:

Это называется размещением из n по k

Слайд 12

Задача 5 Сколько способов размещения 4 студентов на 25 местах.

Задача 5

Сколько способов размещения 4 студентов на 25 местах.

Слайд 13

Ответ задачи 5

Ответ задачи 5

Слайд 14

Задача 6 Студенту необходимо сдать 4 экзамена в течении 8 дней.

Задача 6

Студенту необходимо сдать 4 экзамена в течении 8 дней. Сколько

существует вариантов?
А если известно, что последний экзамен будет сдаваться на восьмой день?
Слайд 15

Ответы задачи 6 1 2

Ответы задачи 6

1

2

Слайд 16

Перестановки с повторениями ВОПРОС: Сколько способов разложения множества А, состоящего из

Перестановки с повторениями

ВОПРОС: Сколько способов разложения множества А, состоящего из n

элементов, на сумму множеств m

Где к1, k2,…km - числа больше или равные 0….n

Для этого надо найти все сочетания В

Слайд 17

Перестановки с повторениями Согласно правила умножения количество возможных перестановок равно: ИЗ этого получается следующая теорема

Перестановки с повторениями

Согласно правила умножения количество возможных перестановок равно:

ИЗ этого получается

следующая теорема
Слайд 18

ТЕОРЕМА А именно, сколько можно составить слов из заданного алфавита?

ТЕОРЕМА

А именно, сколько можно составить слов из заданного алфавита?

Слайд 19

Полиномиальные коэффициенты ЗАДАЧА 7. Число слов, которые можно получить из перестановки букв слова МАТЕМАТИКА.

Полиномиальные коэффициенты

ЗАДАЧА 7. Число слов, которые можно получить из перестановки букв

слова МАТЕМАТИКА.
Слайд 20

Ответ задачи 7 ОТВЕТ 10!/(2!*3!*2!)=151200

Ответ задачи 7

ОТВЕТ 10!/(2!*3!*2!)=151200

Слайд 21

Задача 8. Число слов, которые можно составить из 12 букв (4

Задача 8. Число слов, которые можно составить из 12 букв (4

буквы а; 4 буквы б; 2 буквы в; 2 буквы г).

Полиномиальные коэффициенты

Слайд 22

Ответ на задачу 8 12! / (4!*4!*2!*2!) = 207900

Ответ на задачу 8

12! / (4!*4!*2!*2!) = 207900

Слайд 23

Взаимно-однозначное соответствие Пусть заданы два множества А и B. Будем считать,

Взаимно-однозначное соответствие

Пусть заданы два множества А и B.
Будем считать, что между

двумя множествами установлено соответствие, если каждому элементу а множества А, соответствует элемент b в множестве B.
Это взаимно-однозначное соответствие, если каждому элементу множества А, соответствует элемент множества B и наоборот.
Слайд 24

Взаимно-однозначное соответствие? ПРИМЕР 1. А – множество студентов B – множество

Взаимно-однозначное соответствие?

ПРИМЕР 1. А – множество студентов
B – множество парт.

Каждому студенту, соответствует стол, за которым он сидит.
ОТВЕТ: 1 - это утверждение верно?.
2 – это утверждение не верно?.
Слайд 25

Взаимно-однозначное соответствие? ПРИМЕР 2: А – множество жителей г. Владимира. В

Взаимно-однозначное соответствие?

ПРИМЕР 2: А – множество жителей г. Владимира. В –

множество домов в городе. Каждому жителю города соответствует дом, в котором он живет.
ОТВЕТ: 1 - это утверждение верно.
2 – это утверждение не верно.
Слайд 26

ПРИМЕР 3. Каждому элементу упорядоченного множества А из n элементов, соответствует свой номер. Взаимно-однозначное соответствие?

ПРИМЕР 3. Каждому элементу упорядоченного множества А из n элементов, соответствует

свой номер.

Взаимно-однозначное соответствие?

Слайд 27

Эквивалентность множеств ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Множества, для которых существует взаимно-однозначное соответствие называются эквивалентными.

Эквивалентность множеств

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.
Множества, для которых существует взаимно-однозначное соответствие называются эквивалентными.
ТЕОРЕМА.
Для

того, чтобы два множества были эквивалентными, необходимо и достаточно, чтобы они имели одинаковое число элементов.
Слайд 28

Эквивалентность множеств

Эквивалентность множеств

Слайд 29

Эквивалентность множеств Использование следствия эквивалентности для вычисления числа Элементов множества.

Эквивалентность множеств

Использование следствия эквивалентности для вычисления числа
Элементов множества.

Слайд 30

Сочетания с повторениями ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Сочетаниями из m элементов по n элементам

Сочетания с повторениями

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Сочетаниями из m элементов по n элементам с

повторениями называют группы, содержащие n элементов, причем каждый элемент принадлежит к одному из m типов.
Дано множество А={а,b,c}, напишите согласно определения все сочетания с повторениями из 3 по 2.
Слайд 31

Теорема вычисления сочетаний с повторениями Ответ: aa,ac,bc,ab,bb,сс – итого 6. ТЕОРЕМА.

Теорема вычисления сочетаний с повторениями

Ответ: aa,ac,bc,ab,bb,сс – итого 6.
ТЕОРЕМА. Число различных

сочетаний из m элементов по n с повторениями равно:
Слайд 32

Задача 7 Кости домино можно рассматривать как сочетание с повторениями по

Задача 7

Кости домино можно рассматривать как сочетание с повторениями по два

элемента из семи цифр 0,1,2,3,4,5,6.
Определите количество игровых костей по двум ранее указанным формулам.
Слайд 33

Задача 8 В кондитерском магазине продавались 4 сорта пирожных: наполеоны, эклеры,

Задача 8

В кондитерском магазине продавались 4 сорта пирожных: наполеоны, эклеры, песочные

и картошка. Сколькими способами можно купить 7 пирожных?
Тоже самое только положить пирожные в коробку, в которой четыре ячейки?
Слайд 34

Бином Ньютона Равенство 1 называют биномом Ньютона Биноминальный коэффициент

Бином Ньютона

Равенство 1 называют биномом Ньютона

Биноминальный коэффициент

Слайд 35

Бином Ньютона Формулу бинома Ньютона можно свернуть до вида:

Бином Ньютона

Формулу бинома Ньютона можно свернуть до вида:

Слайд 36

Треугольник Паскаля Бесконечная таблица Биномиальных коэффициентов

Треугольник Паскаля

Бесконечная таблица
Биномиальных
коэффициентов

Слайд 37

Закономерности треугольника Паскаля Числа треугольника симметричны (равны) относительно вертикальной оси. В

Закономерности треугольника Паскаля

Числа треугольника симметричны (равны) относительно вертикальной оси.
В строке с

номером n:
первое и последнее числа равны 1.
второе и предпоследнее числа равны n.
третье число равно треугольному числу  , что также равно сумме номеров предшествующих строк.
четвёртое число является тетраэдрическим.
m-е число (при нумерации с 0) равно биномиальному коэффициенту  .
Слайд 38

Полиномиальная теорема

Полиномиальная теорема

Слайд 39

Полиномиальная теорема и бином Ньютона Это и есть бином Ньютона

Полиномиальная теорема и бином Ньютона

Это и есть бином Ньютона