Enjoying your free trial? Only 9 days left! Upgrade Now
Brand-New
Dashboard lnterface
ln the Making
We are proud to announce that we are developing a fresh new dashboard interface to improve user experience.
We invite you to preview our new dashboard and have a try. Some features will become unavailable, but they will be added in the future.
Don't hesitate to try it out as it's easy to switch back to the interface you're used to.
No, try later
Go to new dashboard
Like
Share
Download
Create a Flipbook Now
Read more
No description
Home Explore Permutări. Aranjamente.Combinari proiect
Publications:
Followers:
Follow
Publications
Read Text Version
More from Raisa Spinei
P:01

Page

1

Permută ri. Arănjămente. Combină ri.

Permutări

Definiţie. Mulţimea finită ?={?1, ?2, ?3, … , ??

} se numește mulţime ordonată dacă elementele ei sunt

aranjate într-o ordine bine determinată.

S-a convenit ca mulţimile ordonate, obţinute din mulţimea dată, să se scrie între paranteze rotunde.

Exemplu: Fie dată mulțimea ? = {?, ?, ?}. De găsit toate multimile ordonate, obținute din mulțimea dată.

Investigăm:

1. Să considerăm 3 cercuri: verde, roșu, albastru. În câte moduri

putem aranja aceste cercuri?

Observam că cercul roșu are 3 posibilități de amplasare;

cercul albastru are 2 posibilități de amplasare;

cercul verde are 1 posibilitate de amplasare;

Avem 3 ∙ 2 ∙ 1 = ?6 = 3! = 6 moduri de permutare a cercurilor.

2. Să considerăm 6 manuale diferite.

În câte moduri putem aranja aceste manuale pe raft?

Avem .6 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = ?6 = 6! = 720 ??????

3. Să considerăm ? numere diferite.

În câte moduri putem permuta aceste numere?

Avem ? ∙ (? − 1) ∙ (? − 2) ∙∙∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = ?? = ?!

Permutări ale unei mulțimi din n elemente ⇒ toate mulțimile ordonate formate din n

elemente.

Notăm: ??− numărul de permutări de n elemente

?? = ? ∙ (? − 1) ∙ (? − 2) ∙∙∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = ?! , ? ∈ ?

Convenție: 0! = 1

P:02

Page

2

Consolidăm:

1. În câte moduri putem așeza 7 persoane pe 7

scaune? ?7 = 7 ∙ 6 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = 7! = 5040 ??????.

2. La o sesiune s-au înregistrat 10 referate.

În câte moduri se poate face programarea

susținerii lor?

?10 = 10 ∙ 9 ∙ 8 ∙∙∙ 2 ∙ 1 = 10! = 3 628 800 ??????.

3. În câte moduri putem alcătui o listă din 12

persoane? ?12 = 12 ∙ 11 ∙ 10 ∙∙∙ 2 ∙ 1 = 12!

= 479 001 600 ??????.

4. Câte anagrame putem alcătui pentru cuvântul

”card”? ?4 = 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = 4! = 24 ??????.

5. Câte anagrame putem alcătui pentru cuvântul

”copac”?

?1 ? ? ? ?2

c – se reptă de 2 ori, deci numărul total se împarte la 2!

?5

?2

=

5!

2!

=

5 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1

2 ∙ 1

= 60 ????????

6. Câte anagrame putem alcătui pentru cuvântul

”matematica”?

?1 ?1 ?1 ? ?2 ?2 ?2 ? ? ?3

a – 3 repetări, deci numărul total se împarte la 3!

m – 2 repetări, deci numărul total se împarte la 2!

t – 2 repetări, deci numărul total se împarte la 2!

?10

?3 ∙ ?2 ∙ ?2

=

10!

3! ∙ 2! ∙ 2!

= 15 120 ????????

7. Pe un raft sunt 9 manuale diferite, printre care

Biologia și Chimia. În câte moduri se pot

aranja aceste manuale pe raft, astfel încât

manualele Biologia și Chimia să fie alături?

Manualele de Biologie și Fizică pot fi aranjate în 2 moduri (2!)

și putem considera că ocupă o poziție.

Deci la permutare vom avea 8 ????ț??.

8 ∙ 7 ∙ 6 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = 8!

8 ∙ 7 ∙ 6 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = 8!

Total: 2! ∙ 8!= ?2 ∙ ?8 =80 640 moduri de aranjare pe raft.

BC

CB

8. Pe un raft sunt 8 manuale diferite, printre care

Biologia, Chimia și Fizica. În câte moduri se

pot aranja aceste manuale pe raft, astfel încât

manualele Biologia, Chimia și Fizica să fie

alături?

Manualele de Biologie, Chimie și Fizică pot fi aranjate în 3!

moduri și putem considera că ocupă o poziție.

Deci la permutare vom avea 6 ????ț??.

Total: 3! ∙ 6!= ?3 ∙ ?6 =4320 moduri de aranjare pe raft.

9 Fie date mulțimile

?1={1}, ?2={1,2} ș? ?3={1,2,3}.

În câte moduri pot fi aranjate elementele

acestor mulțimi?

?1={1} → (1) 1 =1!

?2={1,2} → (1,2); (2,1) 2 =2!

?3={1,2,3} → (1,2,3); (1,2,3); (1,2,3); (1,2,3); (1,2,3); (1,2,3) 6 =3!

10. Fie dată mulțimea ?={?1, ?2, ?3, ?4

}. În câte

moduri pot fi aranjate elementele acestei

mulțimi?

?= {?1, ?2, ?3, ?4

} →

(?1, … ); (?1, ...); (?1, ... ); (?1, … ); (?1, ... ); (?1, ... );

....................................................................

(?4, … ); (?4, ...); (?4, ... ); (?4, … ); (?4, ... ); (?4, ... );

?4 = 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = 4! = 24 ??????.

8 poziții

2! moduri

4

P:03

Page

3

Aranjamente

Investigăm:

1. Dacă la o competiție sportivă cu 9 participanti știm că la final trei din ei vor fi câștigătorii locurilor I, II

și III, câte moduri de urcare pe podium sunt?

Pentru cei 9 participanți avem:

9 moduri pentru a alege pe cel care ar putea ocupa locul I,

8 moduri pentru a alege pe cel care ar putea ocupa locul II,

7 moduri pentru a alege pe cel care ar putea ocupa locul III.

Deci vom avea 9 ∙ 8 ∙ 7 = 504 ??????.

Definiţie: Submulţimile ordonate ale unei mulţimi M cu n elemente, având fiecare câte m elemente, unde 0 ≤

? < ?, se numesc aranjamente de n elemente luate câte m.

Numărul de aranjamente de n elemente luate câte m se notează ??

?,

Prin definiţie, considerăm că ??

0 = 1.

??

? = ? ∙ (? − 1) ∙ (? − 2) ∙ ⋯ ∙ (? − ? + 1)

2. Câte mulțimi ordonate cu 2 elemente putem forma din 3 cercuri: roșu, galben, verde?

Pentru a plasa un cerc pe prima poziție avem 3 posibilități.

Pentru a ocupa a doua poziție ne rămân doar 2 posibilități.

Vom calcula numărul de aranjamente din 3 elemente luate

câte 2:

?3

2 = 3 ∙ 2 = 6 mulțimi ordonate

3. Câte mulțimi ordonate cu 3 elemente distincte putem forma din 4 figuri diferite?

Pentru a ocupa prima poziție avem 4 posibilități;

Pentru a ocupa celelalte 3 poziții avem ?3

2 = 3 ∙ 2 = 6 posibilități.

Vom calcula numărul de aranjamente din 3 elemente luate câte 2:

?4

3 = 4 ∙ 3 ∙ 2 = 24 mulțimi ordonate.

În practică se aplică și o alta formulă pentru calculul ??

?: ??

? =

?!

(?−?)!

4. Câte mulțimi ordonate cu 6 elemente distincte putem forma din 10 figuri diferite?

?10

6 =

10!

(10 − 6)!

=

10!

4!

=

10 ∙ 9 ∙ 8 ∙ 7 ∙ 6 ∙ 5 ∙ 4!

4!

= 10 ∙ 9 ∙ 8 ∙ 7 ∙ 6 ∙ 5 = 151 200.

P:04

Page

4

Consolidăm:

1. Câte numere din 3 cifre distincte pot fi

alcătuite doar cu cifrele impare?

Avem 5 cifre impare: 1,3,5,7,9.

?5

3

= 5 ∙ 4 ∙ 3 = 60 ??????.

2. La o expoziție sunt doar 4 locuri disponibile

pentru 6 tablouri noi. În câte moduri pot fi

expuse aceste tablouri?

?6

4 =

6!

(6 − 4)!

=

6!

2!

=

6 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 2!

2!

= 6 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 3 =

= 360 ??????.

3. La o adunare sunt prezente 50 de persoane.

În câte moduri putem alege președintele,

vicepreședintele și secretarul?

?50

3 =

50!

(50 − 3)!

=

50!

47!

=

50 ∙ 49 ∙ 48 ∙ 47!

47!

=

= 50 ∙ 49 ∙ 48

4. În clasa a X-a se studiază 12 obiecte. În câte

moduri poate fi alcătuit orarul pentru ziua de

luni, știind că în acestă zi trebuie să fie 5

lecții diferite?

?12

5 =

12!

(12 − 5)!

=

12!

7!

=

12 ∙ 11 ∙ 10 ∙ 9 ∙ 8 ∙ 7!

7!

=

= 12 ∙ 11 ∙ 10 ∙ 9 ∙ 8

5. Câte numere din 5 cifre distincte se pot forma

utilizând toate cifrele?

Avem 10 cifre: 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

La formarea numerelor din 5 cifre distincte ținem cont

de faptul că prima cifră nu poate fi 0.

9 ∙ 9 ∙ 8 ∙ 7 ∙ 6 = 9 ∙ ?9

4

6. Cu literele cuvântului ”imagine ”se formează

anagrame din 3 litere, care conțin obligatoriu

literele ”a” și ”m”. Câte anagrame de acest

fel pot fi formate?

Avem 7 litere distincte.

La formarea anagramelor literele ”a” și ”m” ocupă 2 din

3 poziții, deci vom avea ?3

2

fi moduri pentru amplasarea

lor. A treia poziție va fi ocupată de una din cele 5 litere

rămase.

Numărul rezultatelor posibile va fi: 5 ∙ ?3

2

7. Să se aducă la o formă mai simplă expresia:

??

6 + ??

5

??

4

??

6 + ??

5

??

4 = (

?!

(? − 6)!

+

?!

(? − 5)!

) :

?!

(? − 4)!

=

=

?!(?−5+1)

(?−5)!

(?−4)!

?!

=

?!(?−4)

(?−5)!

(?−5)!(?−4)

?!

= (? − 4)

2

8. Să se aducă la o formă mai simplă expresia:

??

3

∙ ??−3

??−1

???: ? ∈ ?, ? > 3

??

3

∙ ??−3

??−1

=

?! (? − 3)!

(? − 3)!

1

(? − 1)!

=

=

(? − 1)! ?

(? − 1)!

= ?

9. Să se rezolve ecuația: 3??

4 = ??

5

???: ? ∈ ?, ? > 5

??

4 =

?!

(? − 4)!

=

?(? − 1)(? − 2)(? − 3)(? − 4)!

(? − 4)!

= ?(? − 1)(? − 2)(? − 3)

??

5 =

?!

(? − 5)!

=

?(? − 1)(? − 2)(? − 3)(? − 4)(? − 5)!

(? − 5)!

= ?(? − 1)(? − 2)(? − 3)(? − 4)

3?(? − 1)(? − 2)(? − 3) = ?(? − 1)(? − 2)(? − 3)(? − 4)

3 = ? − 4

? = 7 ∈ ??? Răspuns: ? = {7}

P:05

Page

5

Combinări

1. În câte moduri putem forma o echipă de volei într-o clasă de 20 de elevi?

O echipă de volei este alcătuită din 6 membri, deci vom forma

grupe a câte 6 persoane din cele 20 de persoane disponibile:

pentru a decide primul membru vom avea 20 de opțiuni;

pentru a decide al doilea membru vom avea 19 opțiuni;

pentru a decide al treilea membru vom avea 18 opțiuni;

pentru a decide al patulea membru vom avea 17 opțiuni;

pentru a decide al cincilea membru vom avea 16 opțiun;

pentru a decide al șaselea membru vom avea 15 opțiuni.

În acest mod vom forma 20 ∙ 19 ∙ 18 ∙ 17 ∙ 16 ∙ 15 grupe.

De fapt am fomat submulțimi ordonate ca la aranjamente. Deoarece în cazul dat ordinea jucătorilor nu

contează, identificăm câte grupe au aceiași jucători, doar că aranjați în ordine diferită. Ne amintim că

într-un grup de 6 elemente putem efectua 6! permutări, deci împărțim numărul obținut la 6!, altfel zis

împărțim numărul de aranjamente posibile la numărul de permutări:

20∙19∙18∙17∙16∙15

6!

=

?20

6

?6

= 38 760 ??????.

Definiţie: Submulţimile mulţimii ? = {?1, ?2, … , ?3

}, ???? ? = ?, având fiecare

câte m elemente, unde 0 ≤ ? ≤ ?, se numesc combinări de ? elemente luate câte ?.

Notăm: ??

? sau (

?

?

) Observăm că: ??

0 = 1, ??

1 = ?

sau

2. Câte submulțimi de 3 elemente are o mulțime de 4 elemente?

Avem ?4

3 =

?4

3

?3

=

4∙3∙2

3!

=

4∙3∙2

3∙2∙1

=4 submulțimi.

Comparați!

3. Câte submulțimi de 3 elemente are

mulțimea ? = { 1, 2, 3, 4} ?

?4

3 =

?4

3

?3

=

4∙3∙2

3!

=

4∙3∙2

3∙2∙1

=4

Deci vom avea 4 submulțimi:

{1,2,3},{1,2,4},{1,3,4},{2,3,4}.

4. Câte submulțimi ordonate de 3 elemente

putem forma cu elementele mulțimii

? = { 1, 2, 3, 4} ?

?4

3 = 4 ∙ 3 ∙ 2 = 24

Deci vom avea 24 submulțimi ordonate:

(1,2,3); (1,3,2); (2,1,3); (2,3,1);

(1,2,4); (1,4,2); (2,1,4); (2,4,1);

(1,3,4); (1,4,3); (3,1,4); (3,4,1);

(2,3,4); (2,4,3); (3,2,4); (3,4,2).

??

?=

??

?

??

Pentru a nu confunda combinările cu

aranjamentele, ţinem cont de faptul că la

combinări, submulţimile unei mulţimi date

nu sunt ordonate, iar la aranjamente toate

submulţimile acesteia sunt ordonate.

Elementele combinărilor se scriu între acolade, iar

cele ale aranjamentelor – între paranteze rotunde.

??

?=

?!

?!(?−?)!

P:06

Page

6

Consolidăm:

1. Cu 20 de garoafe și 5 romanițe în

câte moduri putem forma un buchet

din7 flori?

?25

7 =

25!

7! (25 −7)!

=

18! ∙ 19 ∙ 20 ∙ 21 ∙ 22 ∙ 23 ∙ 24 ∙ 25

1 ∙ 2 ∙ 3 ∙ 4 ∙ 5 ∙ 6 ∙ 7 ∙ 18!

=

= 480 700.

2. Fie date 10 puncte distincte A, B, ....

K, coplanare și necoliniare 3 câte 3.

Câte triunghiuri cu vârfurile în 3 din

aceste puncte putem determina?

?10

3 =

10!

3!(10−3)!

=

3. Fie date 10 puncte distincte A, B, ....

K, coplanare și necoliniare 3 câte 3.

Câte triunghiuri cu vârful în punctul

A putem determina?

?9

2 =

9!

2!(9−2)!

=

4. Într-o clasă avem 7 băieți și 10 fete.

Avem nevoie de o echipă din 9

persoane pentru a reprezenta clasa.

În câte moduri o putem face?

?17

9 =

5. Într-o clasă avem 7 băieți și 10 fete.

Avem nevoie de 4 băieți și 5 fete

pentru a reprezenta clasa.

În câte moduri o putem face?

?7

4

∙ ?10

5 =

6. Într-o clasă avem 7 băieți și 10 fete.

Avem nevoie de o echipă din 9

persoane în care să fie cel puțin 5

băieți pentru a reprezenta clasa. În

câte moduri o putem face?

Condiția cere cel puțin 5 băieți, deci avem 3 posibilități:

putem avea 5, 6 sau 7 baieți:

5b 4f sau 6b 3f sau 7b 2f

?7

4

∙ ?10

4

+ ?7

6

∙ ?10

3 + ?7

7

∙ ?10

2

moduri.

7. Câți divizori naturali are numărul

70?

70 = 2 ∙ 5 ∙ 7

Divizorii numărului 70 sunt:

1 și însuși numărul - 1; 70 - 2 divizori

factorii primi - 2; 5; 7 - 3 divizori

produsele a câte 2 factori primi - 10; 14; 35 - 3 divizori

2 + 3 + 3 = 8 (divizori naturali).

8. Câți divizori naturali are numărul

910?

910 = 2 ∙ 5 ∙ 7 ∙ 13

Numărul de divizori:

2 (1 și însuși numărul)+4 (factorii primi)+ ?4

2

(produsele

a câte 2 factori primi) + ?4

3

(produsele a câte 3 factori

primi ) = 2 + 4 + 6 + 4 = 16 (divizori naturali).

9. În câte moduri se pot forma 6

perechi (câte un băiat și câte o fată),

dacă avem 8 fete și 9 băieţi?

10.

Create a Flipbook Now
Explore more