На предыдущем уроке мы познакомились с понятием размещений (и перестановок, как частного случая размещений) и научились применять формулу для подсчёта перестановок. Теперь познакомимся с понятием сочетаний.
Сочетанием из n элементов по k называется набор содержащая k элементов, выбранных из данных n элементов. Наборы, отличающиеся только порядком следования элементов (но не составом), считаются одинаковыми. Этим сочетания и отличаются от размещений – порядок следования элементов в выборке не важен.
Для подсчёта количества сочетаний без повторений (когда все элементы уникальны) используется формула:
Боня пришла в магазин, чтобы купить красивые наборы столовых приборов для праздника. Но продавец сказал, что в последней привезенной партии среди 10 наборов три бракованных. Боня решила испытать удачу и купила три набора в надежде, что все они окажутся без брака. Сколькими способами она могла выбрать хотя бы один бракованный набор?
Как и в случае с использованием формулы для подсчёта перестановок, сперва нужно убедиться, что пользоваться формулой для решения конкретной задачи можно. Задай себе вопросы:
• Все ли элементы из доступных участвуют в сочетании? (Если да, то речь идёт о крайнем случае, используй правила!). Определи значения n и k.
• Учитывается ли порядок следования элементов? (Если да, то речь идёт о размещениях, формулу для их подсчёта мы изучили на прошлом уроке)
• Есть ли повторяющиеся элементы в множестве? (Если да, то формулой из этого урока пользоваться нельзя. Как быть в этой ситуации – рассмотрим в следующем уроке)
У Пифа есть 23 мячика, из которых 10 красных и 13 синих.
а) Сколькими способами можно выбрать два мячика одного цвета?
б) Сколькими способами можно выбрать два мячика разных цветов?
Пиф, Торик, Дед Пифагор и Боня хотят пойти куда-нибудь после обеда. Можно пойти на каток или в бассейн. Сколькими способами они могут распределиться между этими двумя занятиями? Каждый должен выбрать себе занятие, но, возможно, куда-то никто не придёт.
где n – количество элементов в множестве, а k – количество «мест», доступных для размещения.
Лайфхак:
В формуле сочетаний существуют «крайние» значения. Их удобно запомнить, чтобы не выполнять лишних вычислений:
1) единственным способом можно не выбрать ни одного элемента
2) n способами можно выбрать один элемент
3) n способами можно выбрать n-1 элемент (т.е. оставить один элемент)
4) единственным способом можно выбрать ВСЕ элементы
Давайте рассмотрим несколько примеров: