Комбинаторика и вероятность, 9–10 класс: примеры с решением

Комбинаторика считает, сколькими способами можно что-то выбрать или расставить, а вероятность показывает, насколько событие возможно. Здесь формулы, разбор задания и частые ошибки.

12 заданий9–10 класс
Алгебра9 класс10 заданийСоставление чисел из цифр

Из цифр 1, 2, 3 составьте все возможные двузначные числа при условии, что: а) цифры в числе не повторяются; б) допускается повторение цифр в числе.

Алгебра7 класс5 заданийКомбинаторика: дерево возможных вариантов

В кафе предлагают два первых блюда: борщ, рассольник — и четыре вторых блюда: гуляш, котлеты, сосиски, пельмени. Укажите все обеды из первого и второго блюд…

Алгебра9 классКлассическая вероятность

В среднем из 125 компьютерных мышек, продающихся в магазине, 12 имеют какой-либо дефект. Найди вероятность того, что случайно выбранная компьютерная мышка…

Алгебра11 классКомбинаторика: сочетания, размещения, перестановки

C₁₁³+A₁₁³P₃-2C₁₁⁸

Алгебра9 классФакториалы, целые значения выражения

При каких натуральных значениях n значение выражения (2/(n+1)!-3/n!):(5/n!-4n/(n+1)!) является целым числом? Указание: n! = 1· 2· 3… n, 3! = 1· 2· 3 = 6

Алгебра9 класс5 заданийКлассическое определение вероятности

1. В случайном опыте N = 35 равновозможных элементарных событий, из которых 14 благоприятствуют событию A. Вычислите вероятность события A.

Алгебра9 классВычисление комбинаторных выражений

Вычислить: 2) P₅ + A₇³ - C₇⁶

Алгебра9 класс4 заданияПерестановки

Вычислите: P₄.

Алгебра10 классТреугольник Паскаля

Изобразите треугольник Паскаля … 11 строк.

Алгебра10 класс2 заданияРазложение бинома

1) (a+2)⁶ 2) (2a+b)⁴ 3) (a-2b)⁶ 4) (3a+2)⁵ 5) (a+b)⁸

Алгебра10 класс2 заданияБином Ньютона

Представьте выражения в виде многочлена: 1) (a+x)⁶ 2) (2b+1)⁴ 3) (a-2b)⁶ 4) (3a+2)⁵ 5) (a+b)⁸

Алгебра9 классВычисление

3!+4

Комбинаторика и вероятность: что это за тема в 9 классе

Тема состоит из двух частей, и вторая опирается на первую. В комбинаторике ты считаешь варианты: сколько можно составить кодов, пар, чисел, расписаний. В теории вероятностей ты сравниваешь число подходящих вариантов с числом всех возможных.

В 9 классе в этой теме встречаются:

  • правило произведения: если первый предмет выбирают 3 способами, а второй 4 способами, то пару можно составить 3 × 4 = 12 способами;
  • перестановки, размещения и сочетания;
  • факториал и вычисления с ним;
  • треугольник Паскаля и бином Ньютона;
  • классическая вероятность и вероятность события в опыте с кубиком или монетой;
  • условная вероятность.

Если варианты нужно просто перечислить, как обеды из первого и второго блюд, помогает дерево вариантов: из каждой точки рисуешь ветки по числу вариантов следующего выбора.

Формулы комбинаторики: факториал, перестановки, размещения, сочетания

Факториал числа n записывают n! и считают как произведение 1 × 2 × 3 × … × n. Например, 5! = 120. Отдельно запомни: 0! = 1 и 1! = 1.

Три основные формулы:

  • Перестановки: P_n = n!. Это число способов расставить n разных предметов в ряд. P_4 = 24.
  • Размещения: A_n^k = n! ÷ (n − k)!. Выбираем k предметов из n, и порядок важен. A_6^2 = 6 × 5 = 30.
  • Сочетания: C_n^k = n! ÷ (k! × (n − k)!). Выбираем k предметов из n, и порядок не важен. C_6^2 = (6 × 5) ÷ (1 × 2) = 15.

Размещений всегда больше или столько же, сколько сочетаний: A_n^k = C_n^k × k!. Пара «Вера и Зоя» и пара «Зоя и Вера» в сочетаниях считается одним вариантом, а в размещениях двумя.

Когда в выражении есть дроби с факториалами, как в алгебраических дробях, выноси общий множитель: (n + 1)! = (n + 1) × n!, и n! сокращается.

Как решать задачи по комбинаторике: разбор по шагам

Возьмём задачу: на турнире 10 шахматистов, каждый сыграл с каждым по одной партии. Сколько всего партий сыграно?

Шаг 1. Определи, что выбираем. Выбираем пару игроков для одной партии.

Шаг 2. Проверь, важен ли порядок. Партия «Аня против Бори» и «Боря против Ани» одна и та же, значит порядок не важен. Это сочетания.

Шаг 3. Запиши формулу: C_10^2 = 10! ÷ (2! × 8!).

Шаг 4. Сократи 8!: C_10^2 = (10 × 9) ÷ (1 × 2) = 45.

Ответ: 45 партий.

Если бы каждая пара играла две партии, по одной белыми каждым, порядок стал бы важен, и ответ был бы A_10^2 = 10 × 9 = 90. Такие задачи про обмен фотографиями и футбольные матчи «дома и в гостях» решаются размещениями. Рукопожатия решаются сочетаниями.

Вероятность события: классическое определение и условная вероятность

Если все исходы опыта равновозможны, вероятность события A равна P(A) = m ÷ n, где n число всех исходов, а m число благоприятных. Вероятность всегда от 0 до 1. Невозможное событие имеет вероятность 0, достоверное 1.

Пример: в коробке 30 ручек, из них 6 красных. Вероятность достать красную: 6 ÷ 30 = 0,2.

Когда опыт состоит из двух бросков кубика, исходов 6 × 6 = 36. Событие «сумма равна 5» дают пары (1; 4), (2; 3), (3; 2), (4; 1). Их 4, значит вероятность 4 ÷ 36 = 1/9. Все пары лучше выписать в таблицу, чтобы ничего не потерять.

Условная вероятность нужна, когда что-то уже известно. В вазе 10 красных и 8 синих яблок, достали два, и первое оказалось красным. Какова вероятность, что второе тоже красное? Первое яблоко уже вынули, поэтому осталось 9 красных из 17. Ответ 9 ÷ 17. Пересчитывай и число благоприятных, и число всех исходов.

Комбинаторика помогает, когда исходы трудно выписать: число подходящих и всех вариантов считают по формулам сочетаний.

Где ошибаются чаще всего

  • Путают размещения и сочетания. Перед формулой спроси себя: если поменять выбранные предметы местами, получится новый вариант? Если да, это размещения, если нет, сочетания.
  • Забывают про ноль в числах. Из цифр 0, 3, 4 без повторов двузначных чисел не шесть, а четыре: 30, 34, 40, 43. Число не может начинаться с нуля.
  • Складывают вместо умножения. Если выборы идут один за другим и независимы, варианты перемножают: 5 видов брюк и 6 камзолов дают 30 сочетаний, а не 11.
  • Не меняют общее число исходов в условной вероятности. После того как один предмет вынут, в коробке их стало меньше на один.
  • Ошибаются в бинимиальных коэффициентах. Для (a + b)^n коэффициенты берут из строки n треугольника Паскаля, например для n = 4 это 1, 4, 6, 4, 1. В (a − b)^n знаки чередуются: плюс, минус, плюс и так далее.

Какие задания по теме присылают ученики

Чаще всего приходят вычисления P_n, A_n^k и C_n^k, задачи на правило произведения, составление чисел из заданных цифр, подсчёт рукопожатий и обменов фотографиями. Также встречаются классическая вероятность с кубиком и такси, условная вероятность, треугольник Паскаля и разложение по формуле бинома.

Найди своё задание в списке выше и сверь ход решения со своим. Если похожего нет, сфотографируй условие и получи решение по шагам. Для разложения бинома пригодятся формулы сокращённого умножения и действия с многочленами, а для задач с долями и числом участников пригодится опыт текстовых задач.

Частые вопросы

Чем отличается размещение от сочетания?

В размещениях порядок выбранных предметов важен, в сочетаниях нет. Поэтому A_n^k = C_n^k × k!, например A_5^2 = 20, а C_5^2 = 10.

Как найти вероятность события в комбинаторике?

Посчитай число всех равновозможных исходов n и число благоприятных m, затем найди m ÷ n. Если исходы выписывать долго, используй правило произведения или формулу сочетаний.

Чему равен 0! и почему?

0! = 1 по определению. Так формулы сочетаний работают и в случаях, когда выбирают все предметы или ни одного.

Когда в задаче нужно умножать, а когда складывать варианты?

Умножай, если нужно сделать два выбора подряд: брюки и камзол. Складывай, если выбор делается из разных несовместных групп: либо один набор, либо другой.

Комбинаторика и вероятность, 9–10 класс: примеры с решением | ДЗмэн