Na zdjęciu znajduje się wiele różnokolorowych kul w dużym zbliżeniu.
Na zdjęciu znajduje się wiele różnokolorowych kul w dużym zbliżeniu.
Kombinatoryka
Źródło: dostępny w internecie: Pexels.com, licencja: CC BY 3.0.
1. Reguła dodawania i reguła mnożenia
Być może, czekając na autobus, zdarzyło ci się zastanawiać, na ile sposobów podróżni mogą zajmować miejsca w tym pojeździe. A może otwierając szafę, ustalasz, ile masz możliwości doboru bluzek do spodni? W tym materiale będziemy zajmować się podobnymi problemami. Poznamy przy okazji reguły, które pomogą nam w obliczeniach.
RRdb9XyIVQh6M
Ilustracja przedstawia autobus komunikacji miejskiej, który zatrzymał się na przystanku. Autobus jest w kolorze niebieskim. Jego oznaczenie linii to numer M34A - PA BUS TERNIMAL. W oddali widoczne są budynki miejskie.
Źródło: dostępny w internecie: https://pixabay.com, domena publiczna.
Rozważając podjęcie jakiejś decyzji, najczęściej musimy brać pod uwagę wszystkie możliwe rozwiązania i ich konsekwencje. W obliczeniu, ile jest wszystkich możliwości podjęcia decyzji, pomoże nam reguła mnożenia.
Przykład 1
R1XrU0QYO1ZIb
Na ekranie umieszczone są trzy fotografie. Pierwsza od lewej strony przedstawia lody w rożkach. W każdym rożku znajduje się jedna gałka lodów. Pierwsza gałka od lewej strony jest w kolorze żółtym, druga w zielonym, a trzecia w białym. Lody przyozdobione są listkami mięty, pistacjami oraz migdałami. Druga fotografia przedstawia szklany, przezroczysty słoiczek z zawartością przypominającą karmel. Ustawiony jest na białym talerzyku. Nad pojemniczkiem znajduje się uniesiona łyżeczka z karmelem, który spływa z niej wprost do słoika. Na trzeciej fotografii także znajduje się szklany słoik, ustawiony na białym talerzyku. Wypełniony jest białym kremem przypominającym bitą śmietanę.
Źródło: Pixabay.com / Pexels.com / Unsplash.com, licencja: CC BY 3.0.
W cukierni można wybrać jeden z trzech rodzajów lodów: pistacjowe, cytrynowe, waniliowe. Lody mogą być z bitą śmietaną lub z karmelem. Obliczymy, ile różnych zestawów złożonych z lodów i bitej śmietany lub lodów i karmelu możemy wybrać. Sporządzamy pomocniczą tabelkę.
Dodatki
Rodzaje lodów
Dodatek/Smak
Pistacjowe
Cytrynowe
Waniliowe
Bita śmietana
Pistacjowe z bitą śmietaną
Cytrynowe z bitą śmietaną
Waniliowe z bitą śmietaną
Karmel
Pistacjowe z karmelem
Cytrynowe z karmelem
Waniliowe z karmelem
Odczytujemy z tabelki, że można wybrać różnych zestawów. Istotnie, do każdego z rodzajów lodów można dobrać rodzaje dodatków. Mamy więc
możliwości wyboru.
Reguła mnożeniareguła mnożeniaReguła mnożenia Jeśli w pewnej sytuacji mamy najpierw do wyboru możliwości, a następnie możliwości, to wszystkich możliwości wyboru jest .
Regułę mnożeniareguła mnożeniaRegułę mnożenia możemy też stosować w przypadku, gdy mamy do wyboru więcej niż dwie możliwości.
Przykład 2
Obliczymy, ile jest wszystkich liczb trzycyfrowych parzystych.
Cyfrą setek liczby trzycyfrowej może być każda z cyfr: , , , , , , , , – jest możliwości (cyfra zero nie może być pierwszą cyfrą liczby). Cyfrą dziesiątek może być każda z cyfr: , , , , , , , , , – jest możliwości. Cyfrą jedności może być każda z cyfr: , , , , – jest możliwości (liczba ma być parzysta).
RRgZDiyBmlFqJ
Na ekranie ukazane są trzy prostokąty, ułożone poziomo. Pierwszy od lewej strony jest w kolorze niebieskim i znajduje się na nim napis: "Cyfra setek, 9 możliwości". Kolejny jest w kolorze pomarańczowym i znajduje się na nim napis: "Cyfra dziesiątek, 10 możliwości". Ostatni jest w kolorze zielonym i znajduje się na nim napis: "Cyfra jedności, 5 możliwości".
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Stosując regułę mnożenia, obliczamy ile jest wszystkich możliwości.
Jest liczb trzycyfrowych parzystych.
Reguła mnożeniareguła mnożeniaReguła mnożenia sprawdza się też w przypadku, gdy problem wydaje się bardzo skomplikowany. Trzeba wtedy ustalić kolejność dokonywanych wyborów (kolejność podejmowanych decyzji).
Przykład 3
Mariusz zapomniał jakie są ostatnie trzy cyfry – cyfrowego szyfru otwierającego drzwi do jego domu. Pamiętał tylko, że każda cyfra jest inna i nie ma wśród nich , , , . Chłopiec postanowił, że będzie tak długo wybierał kolejne – cyfrowe numery, aż otworzy zamek. Obliczymy, jak długo to może potrwać, jeśli wybieranie jednej cyfry trwa dwie sekundy.
Ponieważ wśród cyfr, które zapomniał Mariusz, nie ma ani , , ani , więc cyfry wybiera spośród pozostałych sześciu cyfr .
Pierwszą z brakujących cyfr Mariusz może wybrać spośród .
Cyfry w kodzie nie mogą się powtarzać, więc następną cyfrę wybierze spośród pozostałych.
Ostatnią z brakujących cyfr, wybiera spośród .
R4iR0sVDeC2NV
Ilustracja przedstawia siedem prostokątnych klocków ułożonych poziomo. Pierwsze cztery od lewej strony są w kolorze szarym. Piąty klocek jest niebieski i znajduje się na nim napis: "6 możliwości". Szósty klocek też jest niebieski i znajduje się na nim napis: "5 możliwości". Siódmy klocek także jest w kolorze niebieskim i znajduje się na nim napis: "4 możliwości".
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Zatem wszystkich możliwości wyboru brakujących cyfr jest
Za każdym razem Mariusz musi wybierać cyfr (bo cały szyfr składa się z siedmiu cyfr). Zatem wpisanie siedmiu cyfr zajmuje sekund. Wpisanie wszystkich kodów zajmie sekund.
Mariusz otworzy zamek najpóźniej po upływie minut.
Przykład 4
Pan Adam chce kupić ozdobną poduszkę i koc na swoją nową kanapę. W sklepie są różne żółte poduszki i różne czerwone poduszki. Jest też różnych żółtych koców i różnych czerwonych koców. Obliczymy, na ile sposobów może kupić pan Adam poduszkę i koc, tak aby obie rzeczy były w tym samym kolorze.
Pan Adam może wybrać rzeczy w kolorze żółtym lub czerwonym. Dla każdego z tych dwóch wariantów wyznaczymy liczbę możliwych wyborów.
Wariant Jeżeli pan Adam zdecyduje się na rzeczy w kolorze żółtym, to poduszkę wybiera spośród i koc wybiera spośród . Zgodnie z regułą mnożenia ma możliwości skomponowania takiego zestawu.
Wariant Jeżeli pan Adam zdecyduje się na rzeczy w kolorze czerwonym, to poduszkę wybiera spośród i koc wybiera spośród . Zgodnie z regułą mnożenia ma możliwości skomponowania takiego zestawu. Łącznie ma więc możliwości.
W powyższym przykładzie do wyznaczania liczby zestawów złożonych z poduszki i koca, wykorzystaliśmy regułę dodawania. Regułę tę stosujemy, gdy rozważane zdarzenia wzajemnie wykluczają się (czyli nie mogą zajść równocześnie).
Reguła dodawaniareguła dodawaniaReguła dodawania Jeżeli wybór polega na podjęciu jednej z dwóch decyzji, przy czym pierwszą z nich można podjąć na sposobów, drugą na sposobów, to takiego wyboru można dokonać na sposobów.
Zauważmy, że regułę mnożenia stosujemy, gdy mamy dokonać pierwszego wyboru i drugiego wyboru. Natomiast, gdy dokonujemy jednego lub drugiego wyboru, stosujemy regułę dodawaniareguła dodawaniaregułę dodawania. W kolejnym przykładzie także pokażemy zastosowanie równocześnie reguły mnożenia i reguły dodawania.
Przykład 5
Obliczymy, ile jest liczb naturalnych czterocyfrowych o różnych cyfrach, które są podzielne przez , ale nie są podzielne przez .
Jeżeli liczba jest podzielna przez , to dwie ostatnie cyfry tej liczby tworzą liczbę , , lub obie cyfry są zerami. Liczba jest podzielna przez , gdy jej cyfrą jedności jest . Zatem bierzemy pod uwagę tylko te liczby o różnych cyfrach, których dwie ostatnie cyfry tworzą liczbę lub . Przypadek – dwie ostatnie cyfry liczby to .
Cyfra tysięcy liczby musi być różna od zera i różna od i – mamy możliwości. Cyfra setek musi być różna od cyfry tysięcy i różna od i – mamy możliwości. Cyfra dziesiątek to – mamy możliwość. Cyfra jedności to – mamy możliwość.
RJRvcWoZZ7mZS
Ilustracja przedstawia cztery prostokątne klocki ułożone poziomo. Pierwsze dwa od lewej strony są w kolorze zielonym, a nad nimi znajdują się teksty: "7 możliwości". Kolejne dwa są w kolorze białym, a nad nimi znajdują się teksty: "1 możliwość". Na trzecim klocku umieszczona jest cyfra 2, natomiast na czwartym klocku znajduje się cyfra 5.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Wszystkich możliwości jest: Przypadek – dwie ostatnie cyfry liczby to .
Cyfra tysięcy liczby musi być różna od zera i różna od i – mamy możliwości. Cyfra setek musi być różna od cyfry tysięcy i różna od i – mamy możliwości. Cyfra dziesiątek to – mamy możliwość. Cyfra jedności to – mamy możliwość.
R1Iilocu4HteJ
Ilustracja przedstawia cztery prostokątne klocki ułożone poziomo. Pierwsze dwa od lewej strony są w kolorze zielonym, a nad nimi znajdują się teksty: "7 możliwości". Kolejne dwa są w kolorze białym, a nad nimi znajdują się teksty: "1 możliwość". Na trzecim klocku umieszczona jest cyfra 7, natomiast na czwartym klocku znajduje się cyfra 5.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Wszystkich możliwości jest: Łącznie jest więc szukanych liczb.
Notatnik
RKB9ds6tVEvPb
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
2
Animacja
Polecenie 1
Zapoznaj się z animacją pokazującą przykłady zastosowania reguły mnożenia. Wykonuj najpierw samodzielnie symulacje prezentowanych tam przykładów (na przykład używając kolorowych guzików lub pionków), a następnie porównaj z rozwiązaniami.
Rwi55VBwwajdr
Animacja pokazująca przykłady zastosowania reguły mnożenia.
Animacja pokazująca przykłady zastosowania reguły mnożenia.
Animacja pokazująca przykłady zastosowania reguły mnożenia.
Polecenie 2
Korzystając z pierwszego przykładu przedstawionego w animacji, oblicz, na ile sposobów można ustawić w kolejce dwóch chłopców i trzy dziewczynki tak, aby dziewczynki stały przed chłopcami.
RzpK8ASneqs76
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Wyznacz, na ile sposobów można ustawić dziewczynki i na ile sposobów można ustawić chłopców. Następnie skorzystaj z reguły mnożenia.
Dziewczęta można ustawić na sposobów. Chłopców można ustawić na sposoby. Na mocy reguły mnożenia wszystkich ustawień jest
Polecenie 3
Korzystając z czwartego przykładu przedstawionego w animacji, oblicz, na ile sposobów można posadzić osób na krzesłach.
R1N2vPZVgPXKO
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Każda osoba wybiera jedno miejsce, którego nie może wybrać kolejna osoba.
Pierwsza osoba może usiąść na jednym z ośmiu krzeseł. Druga osoba ma do wyboru już tylko siedem krzeseł. Trzecia osoba ma do wyboru sześć krzeseł. Czwarta osoba ma do wyboru pięć krzeseł, a piąta ma do wyboru cztery krzesła. Wszystkich możliwości jest więc
Polecenie 4
Oblicz, na ile sposobów i mogą usiąść na dwóch spośród ośmiu krzeseł.
RQhhrcwojGanj
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
może usiąść na jednym z krzeseł, a już tylko na jednym z krzeseł.
może wybrać krzesło na osiem sposobów, natomiast na siedem sposobów.
Odpowiedź: i mogą usiąść na dwóch spośród krzeseł na sposobów.
3
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
RbF55QSRgrA2i
Ćwiczenie 1
Z Helenowa do Florowa prowadzi dróg. Ile jest możliwości odbycia podróży z Helenowa do Florowa i z powrotem, jeżeli nie wolno wracać tą samą drogą? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ro5LsoDCJpZoP
Ćwiczenie 2
Ile jest różnych liczb czterocyfrowych podzielnych przez ? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1eSpx694jr19
Ćwiczenie 3
Dopasuj opis doświadczenia i liczbę wszystkich możliwych wyników. Rzucamy cztery razy monetą. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Rzucamy dwa razy kostką do gry. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Rzucamy monetami i kostką Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Rzucamy monetami i kostką. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4.
Dopasuj opis doświadczenia i liczbę wszystkich możliwych wyników. Rzucamy cztery razy monetą. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Rzucamy dwa razy kostką do gry. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Rzucamy monetami i kostką Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Rzucamy monetami i kostką. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RU3TphNjKxp3I
Ćwiczenie 4
Ewelina chce podarować babci kwiaty. W kwiaciarni jest rodzajów kwiatów doniczkowych i rodzajów kwiatów ciętych. Uzupełnij zdania, wpisując odpowiednie liczby. Kwiaty doniczkowe lub kwiaty cięte Ewelina może wybrać na Tu uzupełnij sposobów. Kwiaty doniczkowe i kwiaty cięte Ewelina może wybrać na Tu uzupełnij sposobów.
Ewelina chce podarować babci kwiaty. W kwiaciarni jest rodzajów kwiatów doniczkowych i rodzajów kwiatów ciętych. Uzupełnij zdania, wpisując odpowiednie liczby. Kwiaty doniczkowe lub kwiaty cięte Ewelina może wybrać na Tu uzupełnij sposobów. Kwiaty doniczkowe i kwiaty cięte Ewelina może wybrać na Tu uzupełnij sposobów.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RBu4Gl38xBPc8
Ćwiczenie 5
Łączenie par. Z cyfr , , , , tworzymy liczby czterocyfrowe. Zaznacz, które zdanie jest prawdziwe, a które fałszywe.. Można otrzymać różnych liczb, jeżeli cyfry w liczbie mogą się powtarzać.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Można otrzymać różnych liczb, jeżeli cyfry w liczbie nie mogą się powtarzać.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Łączenie par. Z cyfr , , , , tworzymy liczby czterocyfrowe. Zaznacz, które zdanie jest prawdziwe, a które fałszywe.. Można otrzymać różnych liczb, jeżeli cyfry w liczbie mogą się powtarzać.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Można otrzymać różnych liczb, jeżeli cyfry w liczbie nie mogą się powtarzać.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R19P4f3rnjimG
Ćwiczenie 6
Uzupełnij zdania, przeciągając odpowiednie liczby. Justyna ma różnych sukienek, różne swetry i różne apaszki. Sukienki i swetry Justyna może skompletować na 1. , 2. , 3. , 4. , 5. sposobów. Swetry i apaszki Justyna może skompletować na 1. , 2. , 3. , 4. , 5. sposobów. Sukienki i apaszki Justyna może skompletować na 1. , 2. , 3. , 4. , 5. sposobów.
Uzupełnij zdania, przeciągając odpowiednie liczby. Justyna ma różnych sukienek, różne swetry i różne apaszki. Sukienki i swetry Justyna może skompletować na 1. , 2. , 3. , 4. , 5. sposobów. Swetry i apaszki Justyna może skompletować na 1. , 2. , 3. , 4. , 5. sposobów. Sukienki i apaszki Justyna może skompletować na 1. , 2. , 3. , 4. , 5. sposobów.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 7
Oblicz, ile jest różnych liczb czterocyfrowych, w których w rzędzie jedności i dziesiątek występuje ta sama cyfra.
RFxlZrtFF26fx
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Cyfrą jedności tysięcy nie może być zero, cyfry w liczbie mogą się powtarzać.
W rzędzie jedności tysięcy może stać , , , , , , , lub – możliwości. W rzędzie setek może stać , , , , , , , , lub – możliwości. W rzędzie dziesiątek może stać , , , , , , , , lub – możliwości. W rzędzie jedności ma stać ta sama cyfra, co w rzędzie dziesiątek – możliwość. Z reguły mnożenia wynika, że wszystkich możliwości jest
.
Ćwiczenie 8
Renata wypełnia test, składający się z pytań. Na każde pytanie może odpowiedzieć: tak lub nie. Oblicz, na ile sposobów może wypełnić test.
R1OzP2BxFVV9h
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Na każde z pytań Renata może odpowiedzieć na dwa sposoby.
Na pierwsze pytanie Renata może odpowiedzieć na dwa sposoby. Na drugie pytanie Renata może odpowiedzieć na dwa sposoby. Na trzecie pytanie Renata może odpowiedzieć na dwa sposoby. ... Na dziesiąte pytanie Renata może odpowiedzieć na dwa sposoby. Z reguły mnożenia wynika, że wszystkich sposobów jest: .
4
Słownik
reguła mnożenia
reguła mnożenia
Jeśli w pewnej sytuacji mamy najpierw do wyboru możliwości, a następnie możliwości, to wszystkich możliwości wyboru jest .
reguła dodawania
reguła dodawania
Jeżeli wybór polega na podjęciu jednej z dwóch decyzji, przy czym pierwszą z nich można podjąć na sposobów, drugą na sposobów, to takiego wyboru można dokonać na sposobów.
Notatnik
Możesz skorzystać z poniższego pola tekstowego do zapisania swoich notatek, rozwiązań zadań i innych informacji, które uważasz za potrzebne.
R1b8OvSPUG8s3
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.