Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Kombinatoryka

KombinacjePodstawa

Kombinacje pomagają liczyć wybory, w których liczy się skład grupy, a nie kolejność jej członków. Dzięki nim można policzyć liczbę drużyn, komisji, zestawów liczb czy możliwych smaków wybranych z większej puli.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Kombinacja jest wyborem grupy różnych elementów bez uwzględniania ich kolejności. Liczy się skład grupy; przestawienie nazw tych samych osób lub przedmiotów nie tworzy nowej kombinacji.

Pojęcia, od których zaczynamy

Dwuosobowa komisja Anna–Bartek jest tą samą komisją co Bartek–Anna, jeśli nie przydzielamy funkcji. Gdyby jedna osoba była przewodniczącą, a druga zastępcą, byłyby to dwa różne wyniki. Przed liczeniem sprawdź więc, co dokładnie uznajemy za odmienny wybór.

Zapis \(\binom nk\) czytamy „n po k”. Oznacza liczbę sposobów wybrania \(k\) różnych elementów z \(n\), bez powtórzeń i bez kolejności. Zakładamy całkowite \(0\leq k\leq n\). Symbol przypomina ułamek bez kreski, ale nie oznacza dzielenia \(n\) przez \(k\).

Zasady i wzory

Kombinacja to wybór k elementów z n bez uwzględniania kolejności. Każdy wybrany podzbiór liczymy tylko raz.

  • Kolejność nie ma znaczenia.
  • Nie wybieramy tego samego elementu ponownie.
  • Zachodzi symetria \(\binom nk=\binom n{n-k}\).
\[\binom nk=\frac{n!}{k!(n-k)!}\]

Iloraz silni liczy wybory k różnych elementów z n bez kolejności. Równoważnie: liczbę uporządkowanych wyborów dzielimy przez k silnia.

Jak czytać rysunek?

Skład grupy, nie kolejnośćSześć nieuporządkowanych par z czterech różnych elementów A B C D.Skład grupy, nie kolejnośćABACADBCBDCDAB i BA to jedna para

Z czterech osób A, B, C i D można wybrać sześć par. Na rysunku każda para występuje raz. Nie dopisujemy BA obok AB, ponieważ skład jest identyczny. Liczenie z kolejnością dałoby \(4\cdot3=12\), więc dla par dzielimy przez dwa.

Przykład krok po kroku

Na ile sposobów można wybrać 3 osoby z grupy 8?

Dlaczego dzielimy przez silnię? Reguła \(8\cdot7\cdot6\) liczy uporządkowane trójki. Ta sama grupa trzech osób pojawia się w sześciu kolejnościach, bo \(3!=6\). W komisji bez ról wszystkie te kolejności opisują tę samą grupę, więc dzielimy przez \(6\).

  1. Rozpoznaj wybór bez ról.\(\binom83\)
  2. Podstaw do wzoru.\(\binom83=\frac{8!}{3!5!}\)
  3. Uprość.\(\binom83=\frac{8\cdot7\cdot6}{3\cdot2\cdot1}=56\)

Typowy błąd

Jeżeli wybrane osoby otrzymują różne role, kolejność zaczyna mieć znaczenie.

\(8\cdot7\cdot6=336\)Każdą trzyosobową grupę policzono \(3!\) razy.
\(\binom83=56\)

Dodatkowy przykład i kontrola

Wybór dwóch osób spośród pięciu daje \(\binom52=\frac{5\cdot4}{2\cdot1}=10\). Nie zawsze dzielimy przez dwa: przy grupie trzech osób dzielimy przez \(3!=6\), bo tyle kolejności ma każda trójka. Przy jednej osobie kolejność niczego nie zmienia.

Własność \(\binom nk=\binom n{n-k}\) wynika z tego, że wybór grupy jednoznacznie wskazuje, kto został poza nią. Dlatego wybór dwóch osób z ośmiu i wybór sześciu z ośmiu dają tyle samo możliwości. Zachodzi też \(\binom n0=\binom nn=1\): jeden pusty wybór i jeden wybór wszystkich elementów.

Najczęstsze pytania

Dlaczego w kombinacjach dzielimy przez k silnia?
Każdą grupę k różnych elementów można ustawić na \(k!\) sposobów. Przy wyborze bez kolejności te ustawienia są jednym wynikiem.
Kiedy nie wolno liczyć komisji zwykłą kombinacją?
Gdy wybranym osobom przydzielamy różne role. Wtedy sam skład nie opisuje pełnego wyniku.

Poćwicz

ABCD

Ile różnych dwuosobowych grup bez ról można wybrać z osób A, B i C?

ABCD

Z 9 uczniów wybieramy trzyosobową komisję. Na ile sposobów?

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Z 6 osób wybieramy dwuosobową komisję. Liczba komisji wynosi …”.

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Z 5 dodatków wybieramy 3 różne dodatki. Liczba wyborów wynosi …”.

ABCD

Które zdanie poprawnie naprawia błąd: „W kombinacji wybór Ani i Bartka różni się od wyboru Bartka i Ani.”?

ABCD

Ile przekątnych ma dziesięciokąt?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)