Более сложные задачи по комбинаторике |
Комбинаторика | ||
<< Введение в комбинаторику | Краткое введение в теорию графов >> |
![]() 1 минута на размышление |
![]() Вторая строка этой схемы не что иное, как бланк длины 15, заполненный |
![]() Блуждания, фигурные числа |
![]() Блуждания, фигурные числа |
![]() Блуждания, фигурные числа |
![]() Кролики Фибоначчи |
Автор: kiziakova. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока алгебры, скачайте бесплатно презентацию «Более сложные задачи по комбинаторике.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 565 КБ.
Сл | Текст | Сл | Текст |
1 | Более сложные задачи по комбинаторике. | 51 | способами можно расположить в 9 лузах 7 |
Выполнила: учитель математики Дмитровской | белых шаров и 2 черных шара? Часть луз | ||
сош №1 им В.И. Кузнецова Кизьякова Елена | может быть пустой, а лузы считаются | ||
Борисовна. | различными. | ||
2 | Цели занятия: рассмотреть более | 52 | Раскладки. 7 белых шаров можно |
сложные задачи по комбинаторике на | разместить в 9 лузах способами 2 черных | ||
Раскладки; Разбиения; Смещения и | шара - способами. Всего имеем способов. | ||
субфакториалы; дать понятие о блужданиях и | 53 | Раскладки. Задача 5. Двое ребят | |
фигурных числах, рекуррентных отношениях. | собрали 10 ромашек, 15 васильков и 14 | ||
3 | Вспомним и повторим… Задача 1. На | незабудок. Сколькими способами они могут | |
блюде лежат 3 яблока и 2 груши. Сколькими | разделить эти цветы? | ||
способами можно взять один фрукт? | 54 | Раскладки. Решение: Так как цветы | |
4 | 1 минута на размышление... Время | каждого вида можно делить независимо от | |
истекло. | цветов другого вида, то по правилу | ||
5 | Вспомним и повторим… Задача 1. На | произведения получаем 11*16*15 = 2640 | |
блюде лежат 3 яблока и 2 груши. Сколькими | способов раздела цветов. | ||
способами можно взять один фрукт? Ответ: 5 | 55 | Раскладки. Введем ограничение, что | |
способами. | каждый из ребят должен получить не менее 3 | ||
6 | Какое правило использовали? Правило | цветков каждого вида. Общее число способов | |
суммы: Если некоторый объект А можно | деления равно 5*10*9 = 450. | ||
выбрать m способами, а другой объект B | 56 | Раскладки. В общем случае, если | |
можно выбрать n способами, то выбор «либо | имеется n1 одинаковых предметов одного | ||
А, либо В» можно осуществить m + n | вида, n2 одинаковых предметов другого | ||
способами. | вида, … nk одинаковых предметов k-того | ||
7 | Вспомним и повторим… Задача 2. Имеется | вида, то их можно разделить между двумя | |
5 видов конвертов и 4 вида марок. | людьми (n1+1)(n2+1)…(nk+1) способами. | ||
Сколькими способами можно выбрать конверт | 57 | Раскладки. Задача 6. Сколькими | |
с маркой для посылки письма? | способами можно разделить 10 белых грибов, | ||
8 | 1 минута на размышление... Время | 15 подберезовиков и 8 подосиновиков между | |
истекло. | 4 ребятами (грибы одного вида считаются | ||
9 | Вспомним и повторим… Задача 2. Имеется | одинаковыми)? | |
5 видов конвертов и 4 вида марок. | 58 | Раскладки. Решение: Применяя формулу | |
Сколькими способами можно выбрать конверт | Число способов размещения n одинаковых | ||
с маркой для посылки письма? Ответ: | предметов по m различным ящикам равно | ||
10 | Какое правило использовали? правило | Получаем 38 507 040 Если же каждый должен | |
произведения: Если объект А можно выбрать | получить хотя бы по одному грибу каждого | ||
m способами и если после каждого такого | вида, то ответом будет 1 070 160. | ||
выбора объект В можно выбрать n способами, | 59 | Подобная формула верна и в общем | |
то выбор пары (А; В) в указанном порядке | случае. Если имеется n1 предметов одного | ||
можно осуществить mn способами. | вида, n2 предметов другого вида, …, nk | ||
11 | Вспомним и повторим… Задача 3. У | предметов k-того вида, причем предметы | |
англичан принято давать ребенку несколько | одного и того же вида неотличимы друг от | ||
имен. Сколькими способами в Англии можно | друга, то число способов распределения | ||
назвать ребенка, если общее число имен | этих предметов по m различным ящикам | ||
равно 300, а ему дают не более трех имен? | равно. | ||
12 | 1 минута на размышление... Время | 60 | Разбиения. Рассмотрим задачи о |
истекло. | разбиении числа на слагаемые. К этой | ||
13 | Вспомним и повторим… Задача 3. У | задаче сводятся многие другие, причем | |
англичан принято давать ребенку несколько | возникают разные особенности в зависимости | ||
имен. Сколькими способами в Англии можно | от ограничений, накладываемых на величину | ||
назвать ребенка, если общее число имен | или число слагаемых. | ||
равно 300, а ему дают не более трех имен? | 61 | Разбиения. Имеются марки достоинством | |
Ответ: 300 + 300*299 + 300*299*298 = 26 | в n1, n2, …, nk рублей (все числа ni | ||
820 600. | различны, а запас марок неограничен). | ||
14 | Вспомним и повторим… Задача 4. | Сколькими способами, наклеивая марки в | |
Сколькими способами можно разложить в два | ряд, можно оплатить с их помощью сумму в N | ||
кармана девять монет различного | рублей, если два способа, отличающиеся | ||
достоинства? | порядком следования различных марок, | ||
15 | 1 минута на размышление... Время | считаются разными? | |
истекло. | F(N)=F(N-n1)+F(N-n2)+…+F(N-nk) (1) При | ||
16 | Вспомним и повторим… Задача 4. | этом F(N)=0, если N<0 и F(0)=1. | |
Сколькими способами можно разложить в два | 62 | Разбиения. Задача 1. (о наклейке | |
кармана девять монет различного | марок) За пересылку бандероли надо | ||
достоинства? Ответ: Каждая монета может | уплатить 18 рублей, наклеивая на нее | ||
попасть в один из двух карманов. Поэтому | марки. На почте есть по одному виду марок | ||
имеем 29 способов. | достоинством в 4, 6 и 10 рублей (зато в | ||
17 | Использовали формулу: Размещения с | неограниченном количестве). Сколькими | |
повторениями из n элементов по k. (k мест | способами можно оплатить пересылку | ||
нужно заполнить элементами одного из n | бандероли, если два способа, отличающиеся | ||
видов, элементы могут повторяться). | номиналом или порядком наклеивания марок, | ||
18 | Задача 5. В 2004 году в России давали | считаются различными (марки наклеиваются в | |
автомобильные номера типа 77х451хо, в | один ряд)? | ||
которых употреблялись цифры и | 63 | Разбиения. Решение: Обозначим через | |
кириллические буквы, имеющие аналог в | F(N) число способов, которыми можно | ||
латинском алфавите (таких 12). Первые два | наклеить марки достоинством в 4, 6 и 10 | ||
элемента – цифры(код региона), затем идет | рублей, так чтобы общая стоимость этих | ||
буква, затем трехзначное число и под конец | марок равнялась N. По формуле (1) получаем | ||
еще две буквы. А) сколько таких | F(18) = F(14) + F(12) + F(8). F(14) = | ||
автомобильных номеров могли выдать в | F(10) + F(8) + F(4) F(12) = F(8) + F(6) + | ||
России? Б) На Москву были выделены коды | F(2) F(8) = F(4) + F(2) + F(-2). | ||
региона 77, 97 и 99. Сколько номеров могли | 64 | Разбиения. F(14) = 3 + 1 + 1 = 5 F(12) | |
выдать в Москве? | = 1 + 1 + 0 = 2 F(8) = 1 Итак, сумму 18 | ||
19 | 3 минуты на размышление... Время | можно получить 8 способами. | |
истекло. | 65 | Такой способ задач, при котором сразу | |
20 | Задача 5. В 2004 году в России давали | не дается окончательной формулы ответа, а | |
автомобильные номера типа 77х451хо, в | указывается лишь процесс, позволяющий | ||
которых употреблялись цифры и | сводить задачу ко все меньшим и меньшим | ||
кириллические буквы, имеющие аналог в | числовым данным, встречается в | ||
латинском алфавите (таких 12). Первые два | комбинаторике очень часто. Равенства вида | ||
элемента – цифры(код региона), затем идет | (1) называют рекуррентными формулами. | ||
буква, затем трехзначное число и под конец | 66 | Разбиения. Задача 2. Сколькими | |
еще две буквы. А) сколько таких | способами можно наклеить на конверт в одну | ||
автомобильных номеров могли выдать в | линию марки на 40 рублей, используя марки | ||
России? Б) На Москву были выделены коды | достоинством в 5, 10, 15 и 20 рублей | ||
региона 77, 97 и 99. Сколько номеров могли | (расположения, отличающиеся порядком | ||
выдать в Москве? | марок, считаются как различные; число | ||
21 | Ответы: а) 102*12*103*122 = 172 800 | марок не ограничено)? | |
000 номеров. б) 3*12*103*122 = 5 184 000. | 67 | Разбиения. F(40) = F(35) + F(30) + | |
22 | Размещения без повторений: Размещение | F(25) + F(20) F(40) = 108. | |
на k местах некоторые из n элементов, | 68 | Смещения, субфакториалы. «Девушка | |
причем элементы не могут повторяться. | спешит на свидание» Сформулируем задачу в | ||
23 | Вспомним и повторим… Задача 6. В | общем виде: найти число перестановок n | |
правление избрано 9 человек. Из них надо | элементов, при которых ни один из | ||
выбрать председателя, заместителя | элементов не стоит на своем месте. Такие | ||
председателя и секретаря. Сколькими | перестановки называют смещениями, а их | ||
способами это можно сделать? | число обозначают . | ||
24 | 1 минута на размышление... Время | 69 | Смещения, субфакториалы. Решение |
истекло. | проводится с помощью формулы включений и | ||
25 | Вспомним и повторим… Задача 6. В | исключений. <p> свойство | |
правление избрано 9 человек. Из них надо | перестановки, заключающееся в том, что | ||
выбрать председателя, заместителя | число p стоит на своем месте N(p) – | ||
председателя и секретаря. Сколькими | количество перестановок, обладающих этим | ||
способами это можно сделать? Ответ: | свойством N(pq) обозначим количество | ||
26 | Вспомним и повторим… Задача 7. | перестановок, одновременно обладающих | |
Сколькими способами можно выбрать из | свойствами <p> и <q>, т.е. | ||
полной колоды карт, содержащей 52 карты, | таких что и p, и q стоят на своих местах, | ||
по одной карте каждой масти? А если среди | и т.д. Через обозначим N( , т.е. число | ||
вынутых карт нет ни одной пары одинаковых, | перестановок, в которых ни одно число не | ||
т.е. двух королей, двух десяток и т.д.? | стоит на своем месте. | ||
27 | 1 минута на размышление... Время | 70 | Смещения, субфакториалы. В данном |
истекло. | случае задача облегчается тем, что | ||
28 | Вспомним и повторим… Задача 7. | свойства совершенно равноправны Ответ: | |
Сколькими способами можно выбрать из | 71 | Общая задача о смещении. Найти число | |
полной колоды карт, содержащей 52 карты, | перестановок из n элементов, при которых | ||
по одной карте каждой масти? А если среди | ни один элемент не остается в | ||
вынутых карт нет ни одной пары одинаковых, | первоначальном положении. | ||
т.е. двух королей, двух десяток и т.д.? | 72 | Обобщая формулу (2) на случай n=0, | |
Ответ: 134 способов. Если среди карт не | получаем, что естественно принять Число | ||
должно быть пар, то имеем размещения без | перестановок, при которых ровно r | ||
повторений. | элементов остаются на первоначальных | ||
29 | Перестановки. Размещения, которые | местах, а остальные n-r элементов меняют | |
отличаются друг от друга лишь порядком | свое положение, выражается формулой. | ||
входящих в них элементов, называются | 73 | Смещения, субфакториалы. Найдем, во | |
перестановками из n элементов. | скольких случаях ровно один адресат | ||
30 | Вспомним и повторим… Задача 8. На | получит свой паспорт. общее число | |
званый вечер приглашены 5 мужчин и 5 | способов, при которых в точности один | ||
женщин. Напротив каждого места на круглый | человек получит свой паспорт, равно | ||
стол необходимо поставить табличку с | 5*9=45. (т.к. ). | ||
именем того, кто будет на этом месте | 74 | Смещения, субфакториалы. Найдем, во | |
сидеть, но никакие два лица одного пола не | скольких случаях в точности двое получат | ||
должны сидеть рядом. Сколькими способами | свои паспорта. 2*10=20. | ||
можно расставить таблички? | 75 | Смещения, субфакториалы. Числа | |
31 | 1 минута на размышление... Время | называют субфакториалами. | |
истекло. | 76 | Блуждания, фигурные числа. Задача 1. | |
32 | Вспомним и повторим… Ответ: Разделение | Путник хочет попасть из пункта А в пункт В | |
мест на мужские и женские можно сделать | кратчайшим путем, т.е. двигаясь все время | ||
двумя способами. После этого мужчин можно | или «слева направо», или «снизу вверх». | ||
посадить на выбранные места способами. | Сколькими путями он может добраться из А в | ||
Столько же способов рассадить женщин. | В? (На рисунке изображен план города | ||
Всего получаем 2*(5!)2= 28 800 способов. | (примерно такой вид имеет план Канберры – | ||
33 | Перестановки с повторениями. Где . | столицы Австралии). | |
34 | Вспомним и повторим… Задача 9. | 77 | Блуждания, фигурные числа. Сопоставим |
Сколькими способами можно расставить белые | каждому пути из А в В последовательность | ||
фигуры (короля, ферзя, две ладьи, двух | из нулей и единиц – если на очередном | ||
слонов и двух коней) на первой линии | перекрестке выбран путь вправо, ставим | ||
шахматной доски (не соблюдая шахматные | цифру 0, а если выбран путь вверх, ставим | ||
правила)? | цифру 1. Число перестановок из k нулей и n | ||
35 | 1 минута на размышление... Время | единиц равно. | |
истекло. | 78 | Блуждания, фигурные числа. | |
36 | Вспомним и повторим… Ответ: | Арифметический квадрат Напишем на каждом | |
37 | Сочетания без повторений. Сочетания из | поле доски число путей, ведущие из | |
n элементов по k - любой выбор k элементов | углового поля в данное поле доски. Ясно, | ||
из имеющихся n элементов. (когда не | что на пересечении k-й вертикали и n-й | ||
интересует порядок элементов, а интересует | горизонтали стоит число. | ||
только состав). | 79 | Блуждания, фигурные числа. Мы получим | |
38 | Сочетания с повторениями. | таблицу. Эту таблицу называют | |
39 | Вспомним и повторим… Задача 10. | арифметическим квадратом. | |
Сколько существует треугольников, у | 80 | Блуждания, фигурные числа. Достаточно | |
которых длина каждой стороны принимает | было использовать элементы предыдущей | ||
одно из значений 4, 5, 6, 7? | строки. Существует формула сочетаний: | ||
40 | 1 минута на размышление... Время | Такой метод вычисления арифметического | |
истекло. | квадрата связан с восходящим к | ||
41 | Вспомним и повторим… Задача 10. | древнегреческим математикам Пифагору и | |
Сколько существует треугольников, у | Никомаху учением о фигурных числах. | ||
которых длина каждой стороны принимает | 81 | Блуждания, фигурные числа. K-е | |
одно из значений 4, 5, 6, 7? Ответ: по | треугольное число равно . Дело в том, что | ||
формуле. | числа 1, 2, 3, … можно изображать строками | ||
42 | Раскладки. В задачах на раскладки | из одной, двух, трех и т.д. точек, а эти | |
элементы раскладываются в несколько | строки объединить в треугольники (рис 46). | ||
«ящиков» и надо найти число способов это | Тогда число точек в каждом треугольнике | ||
сделать. | будет равно соответствующему числу во | ||
43 | Раскладки. Задача 1. Шары и лузы. | второй строке арифметического квадрата. | |
Скольким способами могут распределиться 15 | Поэтому числа 1, 3, 6, 10, 15, 21 и т.д. | ||
перенумерованных бильярдных шаров в 6 | называют треугольными числами, | ||
лузах? | 82 | Блуждания, фигурные числа. | |
44 | Вторая строка этой схемы не что иное, | Треугольники, изображенные на рис 46, | |
как бланк длины 15, заполненный цифрами 1, | можно объединять в пирамиды (рис. 47). | ||
2, 3, 4, 5 и 6. Поэтому число таких | Число точек в каждой пирамиде равно | ||
распределений шаров равно числу размещений | соответствующему числу в третьей строке | ||
с повторениями из 6 элементов по 15, т. е. | арифметического квадрата. Поэтому числа 1, | ||
-. | 4, 10, 20, 35 и т.д. называют | ||
45 | Раскладки. Вывод: Число способов | пирамидальными. Их общий вид такой: | |
размещения n различных предметов по m | 83 | Рекуррентные соотношения. При решении | |
различным «ящикам» равно. | многих комбинаторных задач часто | ||
46 | Раскладки. Задача 2. Сбор яблок. Трое | пользуются методом сведения данной задачи | |
ребят собрали с яблони 40 яблок. Сколькими | к задаче, касающейся меньшего числа | ||
способами они могут их разделить, если все | предметов. Метод сведения к аналогичной | ||
яблоки считаются одинаковыми? | задаче для меньшего числа предметов | ||
47 | Раскладки. Мы имеем дело с сочетаниями | называется методом рекуррентных | |
с повторениями - есть 3 типа предметов | соотношений (от латинского recurrere – | ||
(мальчики) и надо делать из них комбинации | возвращаться). | ||
из 40 элементов (по числу яблок, какое - | 84 | Кролики Фибоначчи. Пара кроликов | |
кому), порядок элементов не учитывается, | приносит раз в месяц приплод из двух | ||
разные комбинации отличаются количеством | крольчат (самки и самца), причем | ||
предметов хотя бы одного типа (т.е. как | новорожденные крольчата через два месяца | ||
раз числом яблок, достающимся хотя бы | после рождения уже приносят приплод. | ||
одному мальчику). | Сколько пар кроликов появится через год, | ||
48 | Раскладки. Вывод: Число способов | если в начале года была одна пара кроликов | |
размещения n одинаковых предметов по m | и ни одна пара кроликов не погибла. | ||
различным ящикам равно. | 85 | Кролики Фибоначчи. Обозначим через un | |
49 | Раскладки. Задача 3. Тайным | число пар кроликов в начале n-го месяца. | |
голосованием 30 человек голосуют по 5 | Тогда U1 = 1 U2 = 1 U3 = 2 (появится | ||
предложениям. Сколькими способами могут | приплод) U4 = 3 (к началу 4 – го месяца | ||
распределиться голоса, если каждый | первая пара даст приплод , а новорожденные | ||
голосует только за одно предложение и | кролики приплода еще не дадут) U5 = 5 | ||
учитывается лишь количество голосов, | (т.к. приплод даст и первоначальная пара и | ||
поданных за каждое предложение? | новорожденная). | ||
50 | Раскладки. Ответ: Так как не | 86 | Кролики Фибоначчи. Uk=Uk-1+Uk-2 U13 = |
учитывается порядок голосов, а учитывается | 233 Числа U1, U2, …, Un,… называют числами | ||
только их количество, то надо распределить | Фибоначчи (обычно полагают еще U0 = 0, | ||
30 неразличимых бюллетеней по 5 «ящикам». | чтобы выполнялось равенство U2 = U1 + U0). | ||
То это сочетание с повторением. | 87 | Спасибо за внимание! | |
51 | Раскладки. Задача 4. Сколькими | ||
Более сложные задачи по комбинаторике.ppt |
«Элементы комбинаторики» - Записать формулу для нахождения числа размещений? Определение: Что такое факториал? Число сочетаний из n элементов по k обозначают (читается: «С из n по k»). Число размещений из n элементов по k обозначаются (читается: «А из n по k»). Сколько существует способов выбора учащихся для работы на пришкольном участке?
«Задачи по комбинаторике» - Сколькими способами можно сформировать экипаж корабля, состоящий из командира и инженера? Задача № 3. Задача №1. Комбинаторика. Правило сложения Правило умножения. Решение: 3 * 2 = 6 (способ). Правило умножения. Решение: 30 + 40 = 70 (способами). Пусть существует три кандидата на пост командира и 2 на пост инженера.
«Комбинаторика 9 класс» - 3. Сколько перестановок можно получить из букв, составляющих слово «апельсин». Ответ: Сочетаниями из n объектов по k называют любой выбор k объектов, взятых из n объектов. I. Фронтальный опрос. Статистика. Литература для учителя. Решение задач в группах с последующим обсуждением. Ответы: На тренировке занимаются 12 баскетболистов.
«Перестановки элементов» - Нумерация множества. Комбинаторика. Дискретный анализ. Нумерация перестановок. Задача о наибольшей возрастающей подпоследовательности. Формальное описание алгоритма. Задача о минимуме скалярного произведения. Экзаменационные вопросы. Перебор перестановок элементарными транспозициями. Перебор перестановок.
«Комбинаторика и её применение» - Комбинаторика и ее применение. Трехзначное число. Сколько четырехзначных чисел можно составить из 4 цифр. Расписание на вторник. Ученик. Устный счет. Сколько различных трехзначных чисел можно составить из цифр. Комбинаторика. Костюм. Четырехзначное число. Истоки комбинаторики. Области применения комбинаторики.
«Понятие комбинаторики» - Комбинаторика. Правило произведения. Цифры. Дерево возможных вариантов. Область математики. Правило перестановки. Варианты решения задачи. Капля в море. Сочетание с повторением. Комбинаторная задача. Правило размещения. Тонкости. Сочетание без повторения. Сигналы. Решение элементарных задач. Решение.