Kombinacje, wariacje czy permutacje – co wybrać?
Kombinacje stosujesz, gdy wybierasz k elementów z n i kolejność nie ma znaczenia. Wariacje stosujesz, gdy wybierasz k elementów i kolejność ma znaczenie. Permutacje dotyczą ustawiania wszystkich n elementów.
Jeśli elementy mogą się powtarzać, wybierz odpowiedni wariant z powtórzeniami. To rozróżnienie jest ważniejsze niż samo zapamiętanie wzoru.
Najważniejsze wzory z kombinatoryki
Permutacje
Ustawiasz wszystkie n różnych elementów.
Kombinacje bez powtórzeń
Wybierasz k elementów, kolejność nie ma znaczenia.
Wariacje bez powtórzeń
Wybierasz i ustawiasz k elementów.
Wariacje z powtórzeniami
Tworzysz ciąg długości k, a element może wystąpić wiele razy.
Kombinacje z powtórzeniami
Wybierasz k elementów z n rodzajów, kolejność nie ma znaczenia i powtórzenia są dozwolone.
Permutacje z powtórzeniami
Ustawiasz wszystkie elementy, ale część z nich jest jednakowa.
Jak wybrać właściwy wzór?
| Sytuacja | Kolejność? | Powtórzenia? | Wzór |
|---|---|---|---|
| Ustawienie wszystkich elementów | Tak | Nie | n! |
| Wybór k elementów | Nie | Nie | C(n,k) |
| Obsadzenie k różnych miejsc | Tak | Nie | V(n,k) |
| Kod długości k z n znaków | Tak | Tak | nk |
| Wybór k elementów z możliwością powtórzeń | Nie | Tak | C(n+k-1,k) |
| Ustawienie elementów z jednakowymi grupami | Tak | Tak | n!/(n₁!n₂!…) |
Przykład: 6 osób i wybór 3
Jeśli z 6 osób wybierasz 3-osobową komisję, kolejność nie ma znaczenia: C(6,3)=20. Jeśli te same 3 osoby mają zająć trzy różne miejsca, kolejność ma znaczenie: V(6,3)=120. Jeśli tworzysz kod długości 3 z 6 znaków i znaki mogą się powtarzać, otrzymujesz 6³=216.
Dla słowa MAMA są 4 litery, z czego M występuje 2 razy i A występuje 2 razy, więc liczba różnych ustawień wynosi 4!/(2!·2!)=6.
Przykładowe zadania
Delegacja
Z 10 osób wybieramy 3-osobową delegację. Kolejność nie ma znaczenia: C(10,3)=120.
Podium
Z 8 zawodników obsadzamy trzy miejsca. Kolejność ma znaczenie: V(8,3)=336.
Kod
Kod ma 3 pozycje i na każdej może być jedna z 10 cyfr. Powtórzenia są dozwolone: 10³=1000.
Powtarzające się litery
Słowo TATA ma 4 litery, T i A po 2 razy: 4!/(2!·2!)=6.
Najczęstsze błędy
- Użycie kombinacji, mimo że zamiana kolejności tworzy inny wynik.
- Użycie wariacji bez powtórzeń w zadaniu, w którym element może pojawić się kilka razy.
- Brak podzielenia przez silnie liczności grup przy permutacjach z powtórzeniami.
- Próba obliczenia kombinacji lub wariacji bez powtórzeń dla k > n.
- Mylenie liczby sposobów z prawdopodobieństwem zdarzenia.
Od kombinatoryki do prawdopodobieństwa
Kombinatoryka często służy do policzenia liczby wszystkich wyników i liczby wyników sprzyjających. Jeśli wyniki są jednakowo prawdopodobne, te liczby możesz potem wykorzystać w kalkulatorze prawdopodobieństwa klasycznego.
Przy losowaniu bez zwracania przyda się również kalkulator prawdopodobieństwa z kombinacji.