Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
04-Комбинаторика.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
138.24 Кб
Скачать

Основания математики

Структуры на множестве. Элементы комбинаторики

Выборка. Отличие выборки от подмножества.

Упорядоченная выборка. Неупорядоченная выборка. Кратность элемента.

Упорядоченное подмножество, или размещение. Понятие факториала. Перестановка. Неупорядоченное подмножество, или сочетание. Размещение с повторениями. Перестановка с повторениями. Сочетание с повторениями. Основные правила комбинаторики.

1. Выборки и подмножества.

Пусть задано произвольное множество А из n объектов, состоящее из элементов ai. Последовательность произвольных элементов

<a1, a2, …am>, aiA, i = (1)

называется выборкой объёма m из А, или m-выборкой из множества А, или m-выборкой из n-множества А.

Выясним различие выборки и подмножества.

Дело в том, что в выборке каждый элемент из некоторого множества А может встречаться произвольное число раз, т.е. объём выборки может превосходить объём исходного множества. Если же все компоненты m-выборки из n-множества А различны, то и m-выборка будет представлять собой m-подмножество множества А.

Таким образом, выборка подразумевает возможность наличия в ней одинаковых элементов, а подмножество, как известно из определения множества, не допускает повторений элементов.

Для отличия выборок от подмножеств в формулах для выборок вводят подчёркивание сверху (см. (1)).

Типичный пример выборки – слово в фиксированном алфавите, содержащее одинаковые буквы (например, слово «математика», составленное из букв русского алфавита).

2. Упорядоченная и неупорядоченная выборки. Кратность элемента.

Если свойства выборки изменяются при транспозиции элементов (т.е. при перемене местами двух элементов), то выборка называется упорядоченной, в противном случае – неупорядоченной. Сравните, например, слова «волос» и «слово», составленные из букв русского алфавита. Упорядоченную выборку из множества десятичных цифр представляет собой телефонный номер, например, 5554433, т.к. номер 5454533 – это уже другой абонент.

Число появлений в выборке одного и того же элемента ai называют его кратностью и обозначают (ai). Если каждый элемент ai m-выборки имеет кратность (ai)=1, то выборка представляет собой m-подмножество множества А.

3. Понятия размещения, перестановки, сочетания.

Упорядоченное m-подмножество из n-множества называется размещением из n элементов по m, или m-перестановкой из n элементов. Например, у множества, состоящего из четырех элементов а, b, с, d, имеется 24 трёхэлементных упорядоченных подмножества:

abc, abd, acd, bcd,

acb, adb, adc, bdc,

bac, bad, cad, cbd,

bca, bda, cda, cdb,

cab, dab, dac, dbc,

cba, dba, dca, dcb.

Размещение из n элементов по n называется перестановкой. Например, у трёхэлементного множества а, b, с число перестановок равно шести: abc, acb, bac, bca, cab, cba.

Неупорядоченное m-подмножество из n-множества называется сочетанием из n элементов по m, или m-сочетанием из n элементов. Например, у рассмотренного выше множества, состоящего из четырех элементов а, b, с, d, имеется 4 трёхэлементных подмножества: abc, abd, acd, bcd.

В комбинаторных задачах всегда необходимо подсчитать число всех подмножеств данного множества, удовлетворяющих опреде­лённым условиям, причём в одних задачах подмножества, отличаю­щиеся порядком следования в них элемен­тов, следует считать различными (случай размещений), в других порядок следования элементов не важен, и подмножества, отличающиеся только рас­положением элементов, не считаются различными (случай сочетаний).

Рассмотрим размещения, перестановки, сочетания более подробно.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]