
- •§ 1. Примеры комбинаторных задач и общие принципы комбинаторики
- ••Составление слова из восьми букв можно представить как заполнение буквами клеток следующей таблицы:
- ••Правило произведения: множество A×В содержит тn
- ••Множество А×В×С, состоящее из упорядоченных троек, содержит тnр элементов (р - число элементов
- ••Множество А1×А2×...×Ар состоит элементов, где n1- число элементов в А1, n2 - в
- ••Пусть объект а1 можно выбрать n1, различными способами, после каждого выбора объекта а1
- ••Доказательство: если Ак - множество состояний, из которых выбирается объект ак, то nк
- ••Пусть а1 - первая буква слова, тогда ее можно выбрать 8 способами, т.е.
- ••Пример 2. Сколько четырехбуквенных «слов» можно составить из карточек «в», «е», «ч», «н»,
- ••Пример 3. Сколькими способами можно поставить на шахматную доску белую и черную ладью
- ••Выбор объекта а1 - поля для белой ладьи - может быть сделан n1
- ••Пример 4. Сколькими способами можно поставить на доску восемь ладей так, чтобы они
- ••Очевидно, что на каждой горизонтали и на каждой вертикали должна стоять только одна
- ••Если же считать ладьи различными (как в примере 3), то число перестановок ладей
- ••Пример 5. Сколь различных слов можно получить, переставляя буквы слова «комбинаторика»?
- ••В слове «комбинаторика» 13 букв. Если бы все они были различны, то, переставляя
- ••Пример 6. Сколько существует четырехзначных чисел, у которых все цифры нечетные? Сколько существует
- ••Всего нечетных цифр — пять, поэтому выбор к-й цифры числа может быть сделан
- ••1) Если множество А состоит из т элементов, а множество В из n
- ••2) Если объект а можно выбрать т различными способами, а объект b можно
- ••Пример 7. Сколько различных пар можно образовать из 28 костей домино так, чтобы
- ••Выбор пары костей — это выбор двух карточек вида a1b1, a2b2,
- ••Пример 8. Найти число подмножеств множества А, состоящего из n элементов.
- •§ 2. Размещения и перестановки
- ••Определение. Всякая упорядоченная выборка объема k из множества, состоящего из n элементов, называется
- ••Определение. Размещение из n
- ••Справедлива формула
- ••На первое место в выборке можно поместить любой из n элементов, на второе
- ••Пример 9. Сколько шестизначных чисел, кратных 5, можно составить из цифр 0, 1,2,
- •• Последней цифрой искомого числа может быть 0 или 5. В первом случае
- ••Пример 10. Сколькими способами можно расставить на книжной полке десятитомник Пушкина так, чтобы
- •§ 3. Сочетания
- ••Из любого набора,содержащего к элементов, можно с помощью перестановок получить k! упорядоченных выборок
- ••Пример 11. Хоккейная команда состоит из 2 вратарей, 7 защитников и 10 нападающих.
- ••Вратаря можно выбрать способами, защитников
- ••Пример 12. На плоскости проведены n прямых, среди которых нет ни одной пары
- ••Число точек пересечения прямых равно числу способов выбора
- ••Пример 13. Для проведения письменного экзамена по комбинаторике надо составить 4 варианта по
- ••По правилу произведения
- ••Свойства чиселCnk
- ••Свойство 1°
- ••Свойство 2°
- ••Треугольник Паскаля:
- ••Свойство 3° Положим
- •§ 4. Бином Ньютона
- ••Формула (6) называется
- ••В n-й строке треугольника Паскаля
- ••Следовательно,n
- ••Пример 15. Найти коэффициент 19при х в разложении
- ••2) Обозначим через y x5 (1 x4 ) . Тогда
- ••Литература
- •• Контрольные вопросы
- ••Задачи

•Треугольник Паскаля:

•Свойство 3° Положим
Sn Cn0 Cn1 |
... Cnn . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как каждое число строки с номером |
||||||||||
п входит в качестве слагаемого в два |
|
|||||||||
соседних числа следующей строки, то |
|
|||||||||
|
|
S |
|
= 2S . |
|
|
|
|||
Следовательно, S |
n+1 |
|
|
n |
|
|
|
|||
|
2S |
|
22 S |
|
... 2n 1 S |
|
2n 1, |
|||
т.к. S =1. |
|
n 1 |
|
|
n |
|
n 1 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|

§ 4. Бином Ньютона

2 |
2 |
|
2 |
и |
3 |
•(a + b) =a +2ab + b |
(a + |
||||
2 |
|
2 |
3 |
|
|
b) = а +3а b + 3ab +b . |
|

•
(a b)n Cn0an Cn1an 1b ... Cnk an kbk ... Cnnbn.

• Доказательство. Если, не приводя подобные члены, перемножить n скобок (а + b), то
n k k
получится сумма, состоящая из слагаемых
n k k
вида a b , k=0,1,…,n. Для данного k слагаемое a b получается только в том случае, если в каких-то к скобках мы возьмем
n k k
b, a остальных (n - k) скобках - a. Следовательно, число слагаемых вида a b будет равно числу способов, которымиC k можно
n
выбрать (без учета порядка выбора) k скобок из n скобок, т.е. . Утверждение доказано.

•Если в формуле (5) взять а =b = 1, то получится известное нам свойство 3° Cnk чисел , а если взять а=1, b = -1, то получим еще одно комбинаторное равенство:0 1 2 n n
С1 Сn Cn ... ( 1) Cn 0.

(a1 a2 ... as )n |
|
|
n! |
|
|
a1k1 a2k2 |
...asks , |
||
|
|
|
|
|
|||||
n k !k |
!...k |
! |
|||||||
k k |
... k |
|
|
||||||
1 2 |
s |
1 2 |
s |
|
|
|
|

•Формула (6) называется
полиномиальной. Например,
|
2 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
• (а + b + с) = а + b + с + 3(а b + |
||||||
2 |
2 |
|
|
|
|
|
а + b с + с а + c b ) + 6abc. |
|
2 2
а с + b

•Пример 14. Найти n, если известно, что в разложенииn (1 + x) коэффициенты при5 х12и х равны.