Правила комбинаторики. Основные понятия

КОМБИНАТОРИКОЙ называется раздел математики, в котором исследуется, сколько различных комбинаций (всевозможных объединений элементов), подчиненных тем или иным условиям, можно составить из элементов, принадлежащих данному множеству

Правило суммы
Если надо выбрать n вещей, причём одну выбрать m способами, а вторую k способами, то или одну или другую вещь можно выбрать (m + k) способами.
Имеется 8 шаров: в первый ящик положили 5 шт., а во второй - 3 шт.Сколькими способами можно вытащить 1 шар?
Решение: из первого ящика шар можно вытащить 5-ю способами, а из второго 3-мя. Значит, всего 5+3=8 способов

Правило произведения
Если надо выбрать n вещей, причём одну выбрать m способами, а вторую k способами, то одну и другую можно выбрать (m·k) способами.
В первом ящике 5 зелёных, а во втором - 3 красных шара. Сколькими способами можно вытащить 1 зелёный и 1 красный шар?
Решение: зелёный можно выбрать 5-ю способами, а красный – 3-мя. Значит, 1 зелёный и 1 красный можно выбрать 3·5 = 15 способами.

Виды комбинаций (выборок)
Если из данного множества предметов мы будем выбирать некоторое подмножество, то его будем называть выборкой.
Размещениями без повторений из n элементов по m называются такие выборки, которые содержат по m элементов, взятых из числа данных n элементов, и отличаются друг от друга либо составом элементов, либо порядком их расположения. Число размещений из n по m обозначается
Anm = n!/ ( n – m )! , где n! = 1.2.3.4….n,
( n!- эн факториал) произведение n - последовательных натуральных чисел

Рассмотрение примеров
В звене 12 человек. Требуется выбрать звеньевого, санитара, командира. Сколькими способами это можно сделать?
Решение: сначала выбирают звеньевого, затем санитара, и наконец командира. Каждый может быть выбран звеньевым, поэтому существует 12 возможностей, для выбора санитара остаётся 11 возможностей, а выбор командира уже 10 способов. Следовательно, всего получается 12х11х10 =1320 способов, что бы выбрать трёх учеников из 12 т.е. A123 = 12х11х10 = 1320

Перестановками без повторений из n элементов по n называются размещения, отличающиеся друг от друга только порядком расположения элементов. Число перестановок обозначается P n = n!
Сколько четырёхзначных чисел можно записать с помощью цифр 1,2,3,4, если каждая цифра входит в число только один раз?
Решение: Pn = 4! = 1*2*3*4 = 24

Размещения без повторений из n элементов по m , которые отличаются друг от друга хотя бы одним элементом, называются сочетаниями
Cmn = (Anm)/Pm

Рассмотрение примеров
На тренировке занимаются 10 баскетболистов. Сколько различных стартовых пятёрок может образовать тренер?
Решение: так как при составлении стартовой пятёрки тренера интересует только состав пятёрки, то достаточно определить число сочетаний из 10 элементов по 5:
С10 5 = ( 10х9х8х7х6)/(1х2х3х4х5) = 252

Различие между перестановками, размещениями, сочетаниями
В случае перестановок берутся все элементы и изменяется только их местоположение.
В случае размещений берётся только часть элементов и важно расположение элементов друг относительно друга.
В случае сочетаний берётся только часть элементов и не имеет значения расположение элементов друг относительно друга.