« poprzedni punkt   następny punkt »


11.5. Kombinacje

W poprzednich paragrafach tego wykładu zwracaliśmy uwagę na kolejność w jakiej występowały wybierane elementy. Spróbujmy teraz o tym zapomnieć.

Rozważmy jeszcze raz przykład z talią kart. Załóżmy, że w pewnej grze każdy gracz otrzymuje pięć kart i graczowi jest obojętne w jakiej kolejności je otrzyma, gdyż np. gra rozpoczyna się dopiero wtedy, gdy otrzyma wszystkie 5 kart. Jeśli tak, to 5-elementowe zestawy

D, K, 10, 9, W

K, 10, 9, W, D

są takie same.

Oznacza to, że zamiast ciągów kart, rozważamy zbiory kart. Ile zatem różnych 5-elementowych zbiorów kart można wylosować z 52-elementowej talii?

Ponieważ każdy z 5! ciągów (wszystkie permutacje tego samego zestawu) jest teraz rozumiany jako ten sam zbiór, to liczba zbiorów jest 5! razy mniejsza niż liczba 5-elementowych ciągów kart. Czyli wynosi

Definicja 11.5.1

Liczbę k-elementowych podzbiorów zbioru n-elementowego oznaczamy przez i nazywamy symbolem dwumianowym Newtona. k-elementowe podzbiory zbioru n-elementowego nazywamy k-elementowymi kombinacjami.

Jako wniosek z twierdzeń 11.4.1 i 11.2.1 otrzymujemy następujące twierdzenie 11.5.1.

Twierdzenie 11.5.1

Liczba k-elementowych kombinacji w dowolnym zbiorze n-elementowym wynosi

Zadanie 11.5.1 Udowodnić korzystając z twierdzenia 11.5.1, że dla dowolnych n, k, jeśli n ≥ k, to .

Korzystając z interpretacji symbolu , łatwo uzasadnić, że

Rzeczywiście, podzbiory zbioru n-elementowego to: zbiór pusty, wszystkie podzbiory jednoelementowe, wszystkie podzbiory 2-elementowe, itd. Lewa strona rozważanej równości zlicza wszystkie podzbiory zbioru n-elementowego. Wiemy skądinąd, że wszystkich podzbiorów w zbiorze n elementowym jest 2 n (por. wykład 1) i stąd rozważana równość.

Pytanie 11.5.1: Powiemy, że dwa numery rejestracyjne samochodów są podobne, jeśli zbiory znaków z których zostały zbudowane są identyczne. Ile niepodobnych numerów rejestracyjnych samochodów można utworzyć w Warszawie, jeśli każdy numer składa się z trzech różnych liter, z których pierwsza to W, a pozostałe dwie należą do zbioru {A,B,C,Z}, i z pięciu pozycji, na których znajdują się cyfry?


« poprzedni punkt   następny punkt »