Слайд 2
:
:
Цели урока:
Узнать, что изучает комбинаторика
Узнать ,как возникла комбинаторика
Изучить
формулы комбинаторики и научиться применять их при решении задач
Слайд 3
Рождение комбинаторики как раздела математики связано с трудами
Блеза Паскаля и Пьера Ферма по теории азартных игр.
Блез
Паскаль
Пьер Ферма
Слайд 4
Большой вклад в развитие комбинаторных методов внесли
Г.В. Лейбниц, Я. Бернулли и Л. Эйлер.
Г.В. Лейбниц
Я. Бернулли
Л.
Эйлер.
Слайд 5
Лемма.
Пусть в множестве A m элементов, а
в множестве B — n элементов. Тогда число всех
различных пар (a,b), где a\in A,b\in B будет равно mn.
Доказательство.
Действительно, с одним элементом из множества A мы можем составить n таких различных пар, а всего в множестве A m элементов.
Слайд 6
Размещения, перестановки, сочетания
Пусть у нас есть множество из
трех элементов a,b,c.
Какими способами мы можем выбрать из
этих элементов два?
ab,ac,bc,ba,ca,cb.
Слайд 7
Перестановки
Пусть имеется n различных объектов.
Будем переставлять их
всеми возможными способами (число объектов остается неизменными, меняется только
их порядок). Получившиеся комбинации называются перестановками, а их число равно
Pn=n!=1·2·3·...·(n-1)·n
Слайд 8
Символ n! называется факториалом и обозначает произведение всех
целых чисел от 1 до n. По определению, считают,
что
0!=1
1!=1
Пример всех перестановок из n=3 объектов (различных фигур) - на картинке . Согласно формуле, их должно быть ровно P3=3!=1⋅2⋅3=6 , так и получается.
Слайд 9
С ростом числа объектов количество перестановок очень быстро
растет и изображать их наглядно становится затруднительно.
Например, число
перестановок из 10 предметов - уже 3628800
(больше 3 миллионов!).
Слайд 10
Размещения
Пусть имеется n различных объектов.
Будем выбирать из
них m объектов и переставлять всеми возможными способами между
собой (то есть меняется и состав выбранных объектов, и их порядок). Получившиеся комбинации называются размещениями из n объектов по m, а их число равно
Aⁿm=n!(n−m)!=n⋅(n−1)⋅...⋅(n−m+1)
Слайд 11
Определение.
Размещениями множества из n различных элементов по m
элементов (m≤n) называются комбинации, которые составлены из данных n
элементов по m элементов и отличаются либо самими элементами, либо порядком элементов.
Слайд 12
Сочетания
Пусть имеется n различных объектов.
Будем выбирать из
них m объектов всевозможными способами (то есть меняется состав
выбранных объектов, но порядок не важен). Получившиеся комбинации называются сочетаниями из n объектов по m, а их число равно
Cmn=n!(n−m)!⋅m!
Слайд 13
Пример всех сочетаний из n=3объектов (различных фигур) по
m=2- на картинке снизу. Согласно формуле, их должно быть
ровно C23=3!(3−2)!⋅2!:3!=3.
Ясно, что сочетаний всегда меньше чем размещений (так как при размещениях порядок важен, а для сочетаний - нет), причем именно в m! раз, то есть верна формула связи:
Amn=Cmn⋅Pm.
Слайд 15
ЗАДАНИЕ. В шахматном турнире принимали участие 15 шахматистов,
причем каждый из них сыграл только одну партию с
каждым из остальных. Сколько всего партий было сыграно в этом турнире?
Слайд 16
РЕШЕНИЕ.
Способ 1. В одной игре участвуют 2
человека, следовательно, нужно вычислить, сколькими способами можно отобрать 2-х
человек из 15, причем порядок в таких парах не важен. Воспользуемся формулой для нахождения числа сочетаний (выборок, отличающихся только составом) из n различных элементов по m элементов
n!= 1⋅ 2 ⋅3⋅...⋅ n , при n=2, m=13.
=
Слайд 17
Способ 2. Первый игрок сыграл 14 партий (с2-м,
3-м, 4-м, и так до 15-го), 2- ой игрок
сыграл 13 партий (3-м, 4-м, и т.д. до 15-го, исключаем то, что с первым партия уже была), 3-ий игрок − 12 партий, 4-ый − 11 партий, 5 – 10 партий, 6 – 9 партий, 7 – 8 партий, 8 – 7 партий,
9 – 6
10 – 5
11 – 4
12 – 3
13 – 2
14 – 1,
а 15-ый уже играл со всеми.
Итого: 14+13+12+11+10+9+8+7+6+5+4+3+2+1=105 партий
ОТВЕТ. 105 партий.