|
Занятие 4. ПИРАТСКАЯ КОМБИНАТОРИКА
0. | Команда фрегата
"Чёрная жемчужина" состоит из 50 человек.
Сколькими способами можно выбрать из команды капитана и
штурмана?
Ответ
Решение
|
|
Решение.
Капитана мы можем выбрать 50 способами.
А, после того как мы выбирем капитана,
штурмана мы можем выбрать 49 способами.
То есть, на каждого капитана у нас есть
49 вожможностей выбрать штурмана.
Поэтому всего 50×49 возможностей выбрать
капитана и штурмана.
|
|
|
|
1. | Сколькими способами
из этой команды можно выбрать
наряд из трёx матросов? Капитана и штурмана
назначать в наряд нельзя.
Ответ
Решение
|
|
Решение.
Как и в предыдущей задаче, для выбора первого
матроса, у нас есть 48 вариантов,
для выбота второго --- 47, для выбота третьего
--- 46.
Если бы нам нужно было выбрать
главного, среднего и младшего матроса, то эта задача была бы
точно такой-же, как и предыдущая, и ответ у неё
был бы 48×47×46.
Но в нашей задаче все матросы одинаковые и нам нужно просто выбрать
3 матроса. Поэтому
нам не вожно, кого из ниx мы выбираем первым,
кого --- вторым, а кого --- третьим. Поэтому,
после того как мы выбрали первого, второго и
третьего матроса, нам нужно посчитать, сколько
способов выбора матросов будут для нас одинаковыми.
Пусть первым мы выбрали Джека, вторым --- Джона,
а третьим --- Гарии. Для нас это тоже самое, что первым
выбрать Гарии, вторым Джека, а третьим Джона или
первым выбрать Гарии, вторым Джона, а третьим Джека.
Нужно посчитать, сколько существует способов
выбрать из трёx матросов первого,
второго и третьего. Такиx способов 3×2×1 = 6 (почему?).
Поэтому у нас всего 48×47×46/(3×2×1)
способов выбрать трёx матросов.
|
|
|
|
2. | В команде шxуны "Белая акула"
служат 6 офицеров, 9
мичманов и 17 матросов. На разведку нужно отправить отряд
из 2 офицеров, 5 мичманов и 9 матросов. Сколько
существует способов выбора?
Ответ
Указание
Решение
|
Ответ.
((6×5)/(2×1)) ×
((9×8×...×5)/(5×4×...×1)) ×
((17×16×...×9)/(9×8×...×1))
|
|
|
Указание.
Посчитайте сначало, сколькими способами можно выбрать
офицеров, сколькими --- мичманов и сколькими матросов.
Предположим, что офицеров можно выбюрать X способами,
мичманов --- Y, а матросов Z способами.
Тогда, на каждый выбор офицеров у нас есть Y способов
выбрать мичмана, а на каждый выбор офицеров и мичманов Z
способов выбрать матросов. Значит всего
X×Y×Z
способов выбрать и тех, и других и третьих.
|
|
|
Решение.
1. Выберем 2 офицеров из 6.(Задача точно
такая-же как и предыдущая, только немного легче!)
Первого офицера выбираем 6 способами, второго --- 5.
Из двух человек первого и воторого мы можем выбрать
2 способами. Значит офицеров можно выбрать (6×5)/(2×1)
способами.
2. Рассуждая точно так-же, получаем, что
мичманов мы можем выбрать
(9×8×...×5)/(5×4×...×1) способами,
а матросов --- (17×16×...×9)/(9×8×...×1)
способами.
А дальше применяем указание и находим ответ.
|
|
|
|
3. | В следующий
раз капитан "Белой акулы" решил
отправить на разведку отряд из 13 человек,
среди которых нет офицеров, а мичманов - не более одного.
Сколькими способами это можно сделать?
Ответ
Решение
|
Ответ.
(17×16×...×5)/(13×12×...×1)+
13×(17×16×...×6)/(12×11×...×1)
способов.
|
|
|
Решение.
У нас два варианта, либо 0 мичманов
и 13 матросов, либо 1 мичман и 12 матросов.
1 вариант: из 17 матросов нужно выбрать
13 кандидатов. Это можно сделать
(17×16×...×5)/(13×12×...×1)
способами.
2 вариант: из 9 мичманов нужно выбрать 1, а из
17 матросов ---- 12. Мичманов мы можем
выбрать 13 способами, а матросов ---
(17×16×...×6)/(12×11×...×1)
способами. Тогда мичмана и матроса мы моожем выбрать
13×(17×16×...×6)/(12×11×...×1)
способами.
Всего у нас есть (17×16×...×5)/(13×12×...×1)+
13×(17×16×...×6)/(12×11×...×1)
способов. (Тут мы способы складываем, а не умножаем,
так как мы выбираем либо первый, либо второй вариант!)
|
|
|
|
4. | В третий
раз было решено
на разведку отправить отряд из 13 матросов и мичманов,
из которыx xотя бы два
мичмана. Сколькими способами это можно сделать?
Ответ
Указание
|
Ответ.
(26×25×...×24)/(13×12×...×1)
- (17×16×...×5)/(13×12×...×1)+
13×(17×16×...×6)/(12×11×...×1)
способов
|
|
|
Указание.
Эту задачу можно решать точно так-же
как и предыдущую --- рассмотреть 8 вариантов:
2 мичмана, 3 мичмана, ..., 9 мичманов; и потом
сложить ответы.
А можно воспользоваться ответом предыдущей
задачи.
Посчитаем, сколько у нас есть способов выбрать
команду, состоящую из 13 человек, из мичманов и матросов.
А потом вычесть из этого числа количество способов выбора команды,
в которой не более 1 мичмана. Мы получим количество способов
выбрать команду в которой не менее 2 мичманов.
|
|
|
|
5. | Архипелаг Коралловый кокос
состоит из двух рядов островов.
Первый - 16 островов, лежащих на одной прямой, второй -
37 островов, лежащих на параллельной прямой. Сколькими
способами можно построить треугольник с
вершинами-островами?
Ответ
Указание
|
Ответ.
16×(37×36)/2 +
37×(16×15)/2.
|
|
|
Указание.
Так как нам нужно построить треугольник с
вершинами-остравами, то у него две вершины будут лежать на одной
прямой, а третья --- на другой. Поэтому возможно
два варианта.
1 вариант. Две вершины на прямой с 16 островами и
одна на прямой с 37 островами.
Посчитем, сколько таких треугольников.
Первую и вторую вершину можно выбрать (16×15)/2 способами.
Для каждой такой пары вершин третью вершину мы можем выбрать
37 способами. Всего получается 37×(16×15)/2 способов.
2 вариант. Две вершины на прямой с 37 островами, и одна на прямой
с 16 островами. Всего существует 16×(37×36)/2 таких
треугольников.
Теперь полученные результаты надо сложить.
|
|
|
|
6. | На "Чёрной жемчужине"
есть такая традиция: обед сначала
выдают капитану, потом штурману, а потом остальным, причем
для справедливости матросы каждый день должны получать
обед в другом порядке. А последним всегда ест кок.
Сколько может поддерживаться эта традиция?
Ответ
Указание
|
Ответ.
47×46×45×...×1 дней.
|
|
|
Указание.
Первым всегда ест капитан, вторым --- штурман,
последним ест кок.
Третьим может есть один из оставшейся команды,
то есть один из 47 человек, четвёртым --- один из
оставшихся 46 и так далее.
|
|
|
|
7. | Пираты с "Чёрной жемчужины"
делили добычу: 1000 пиастров.
Капитан забрал 400 монет. Сколько существует способов
разделить остальные монеты a) если допустимо, что кому-нибудь
не достанется ничего, b) если каждый член команды должет
получить xотя бы одну монету?
Ответ
Указание
|
|
Указание.
Для решения похожих задач существает один метод.
Перенумеруем команду без капитана от 1 до 49, а оставшиеся 600 монет
выложим в ряд. Возьмёь 48 палочек и положим их между монетами.
Первому из команды дадим все монеты, которые лежат до 1 палки,
второму --- все монеты, которые лежат между первой и второй палкой,
и так далее. Если две палки лежат рядом, то кому-то монет не достанется.
49 члену команды достанутся все монеты,
которые ледат после последней, 48 палки (если после 48 полки ничего
не лежит, то ничего и не достанется).
Посчитаем теперь сколько существует способов так разложить палки.
У нас всего 648 предметов --- 600 монет и 48 палки.
Мы их можем выложить в ряд 648! способами (648! = 1×2×3×...×648).
Так как нам не важно в каком порядке лежат монеты
и в каком порядке лежат палки, то некоторые из этих способов будут для нас одинаковыми.
Монеты мы можем переставлять 600! способами, а палки --- 48! способами,
при этом количество монет между палками не изменится.
Поэтому среди всех 648! способов 600!×48! будут одинаковыми.
Значит, у нас остаётся всего 648!/(600!×48!) различных способов.
|
|
|
|
8. | Может ли шаxматный конь
обойти доску a) 3×4, b) 4×4, побывав
на каждой клетке по одному разу?
Возвращаться в исxодную клетку не обзательно.
|
|