Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

Lição 36 — Princípio Fundamental da Contagem

PFC: se uma tarefa tem k etapas independentes com n₁, n₂, …, nₖ opções cada, o total de sequências possíveis é o produto. Princípio aditivo, fatorial e aplicações.

Used in: 1.º ano do EM (15 anos) · Equiv. Math A japonês · Equiv. Klasse 10 alemã

N=n1×n2××nkN = n_1 \times n_2 \times \cdots \times n_k
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Sformułowanie rygorystyczne i reguła dodawania

Reguła mnożenia (zasadnicza reguła zliczania)

"Jeśli masz mm sposobów, by zrobić jedną rzecz, i nn sposobów, by zrobić drugą, to jest mnm \cdot n sposobów, by zrobić obie." — OpenStax College Algebra 2e, §11.5

Uzasadnienie formalne: zbiór wszystkich sekwencji to iloczyn kartezjański E1×E2××EkE_1 \times E_2 \times \cdots \times E_k, a A×B=AB|A \times B| = |A| \cdot |B| (dowód przez indukcję). Reguła mnożenia to dokładnie to twierdzenie.

Reguła dodawania

Konektyw między etapamiOperacja
"I" — etapy sekwencyjne niezależnemnożenie
"LUB" — alternatywy wzajemnie wykluczającedodawanie

"Zasada Dodawania mówi, że jeśli są mm wyniki w zdarzeniu AA i nn wyników w zdarzeniu BB, a AA i BB są wzajemnie wykluczające, to są m+nm + n wyniki w zdarzeniu AA lub BB." — OpenStax College Algebra 2e, §11.5

Silnia

Drzewo możliwości

Drzewo decyzji z kk poziomami graficznie reprezentuje regułę mnożenia: każdy wierzchołek na poziomie ii generuje nin_i dzieci. Całkowita liczba liści to n1×n2××nkn_1 \times n_2 \times \cdots \times n_k.

raizn₁=3n₂=26 liści= 3 × 2

Drzewo z 3 etapami na 1. poziomie i 2 na 2. poziomie: 6 liści = 3 × 2. Reguła mnożenia w akcji.

Funkcje i podzbiory via reguła mnożenia

  • Całkowita liczba funkcji f:ABf: A \to B z A=m,B=n|A| = m,\, |B| = n: nmn^m (każdy element z AA ma nn niezależnych obrazów).
  • Całkowita liczba podzbiorów zbioru SS z S=n|S| = n: 2n2^n (każdy element jest zawarty lub wyłączony).
  • Funkcje injektywne f:ABf: A \to B (mnm \leq n): n(n1)(nm+1)=n!(nm)!n \cdot (n-1) \cdots (n-m+1) = \frac{n!}{(n-m)!} — podstawa wariacji (Lekcja 37).

Przykłady rozwiązane

Exercise list

40 exercises · 10 with worked solution (25%)

Application 27Understanding 6Modeling 6Challenge 1
  1. Ex. 36.1Application

    Osoba ma 3 koszule i 4 spodnie. Na ile różnych sposobów może wybrać jedną koszulę i jedne spodnie do ubrania się?

  2. Ex. 36.2ApplicationAnswer key

    Menu ma 5 dań głównych, 3 dodatki i 4 desery. Ile różnych posiłków (1 danie + 1 dodatek + 1 deser) jest możliwych?

  3. Ex. 36.3Application

    Ile haseł 3-cyfrowych numerycznych jest możliwych, z dozwolonymi powtórzeniami?

  4. Ex. 36.4Application

    Ile haseł 3-cyfrowych numerycznych jest możliwych jeśli cyfry nie mogą się powtarzać?

  5. Ex. 36.5Application

    Ile liczb całkowitych 4-cyfrowych ma pierwszą cyfrę różną od zera?

  6. Ex. 36.6ApplicationAnswer key

    Tablica pojazdu w starym standardzie ma 3 litery (A-Z) następnie 4 cyfry (0-9), z dozwolonymi powtórzeniami w obu. Ile różnych tablic jest możliwych?

  7. Ex. 36.7Application

    Stowarzyszenie ma 8 członków. Ile różnych kadr prezesa, sekretarza i skarbnika można utworzyć (jedna osoba nie może zajmować dwóch stanowisk)?

  8. Ex. 36.8Application

    Trzy monety są rzucane jednocześnie. Ile różnych wyników jest możliwych?

  9. Ex. 36.9Application

    Dwie zwykłe kostki (ścianami 1 do 6) są rzucane. Ile par uporządkowanych (d1,d2)(d_1, d_2) wyników jest możliwych?

  10. Ex. 36.10Application

    Na ile sposobów można ułożyć 5 różnych książek na półce?

  11. Ex. 36.11ApplicationAnswer key

    Ile anagramów (przearanżowań liter) ma słowo AMOR, używając wszystkich 4 liter?

  12. Ex. 36.12Application

    Ile podzbiorów ma zbiór {1,2,3,4,5}\{1, 2, 3, 4, 5\} (łącznie zbiór pusty i sam siebie)?

  13. Ex. 36.13Application

    Trzy różne nagrody (1., 2. i 3. miejsce) będą rozprowadzane pośród 5 kandydatów. Każdy kandydat może otrzymać najwyżej jedną nagrodę. Ile różnych podziałów jest możliwych?

  14. Ex. 36.14Application

    Ile ciągów binarnych (sekwencji 0 i 1) długości 10 istnieje?

  15. Ex. 36.15ApplicationAnswer key

    Ile funkcji f:{1,2,3}{a,b}f: \{1, 2, 3\} \to \{a, b\} istnieje?

  16. Ex. 36.16Application

    Liczba 5-cyfrowa jest palindromiczna (palindrom) gdy czytana w obydwu kierunkach jest równa (np.: 12321). Ile palindromicznych liczb 5-cyfrowych istnieje?

  17. Ex. 36.17Application

    Ile sekwencji DNA długości 10 jest możliwych? (Używaj bazy A, T, C, G — 4 bazy.)

  18. Ex. 36.18Application

    Ile liczb 4-cyfrowych z różnymi cyframi (bez powtórzeń) ma pierwszą cyfrę różną od zera?

  19. Ex. 36.19ApplicationAnswer key

    Na ile sposobów można wybrać przedstawiciela i wiceprzedstawiciela różnych w klasie 6 uczniów (kolejność ma znaczenie: reprezentant \neq wiceprzedstawiciel)?

  20. Ex. 36.20Application

    Test Prawda lub Fałsz ma 4 pytania. Ile różnych wzorów odpowiedzi jest możliwych?

  21. Ex. 36.21ApplicationAnswer key

    Ile liczb całkowitych 3-cyfrowych ma środkową cyfrę parzystą (0, 2, 4, 6 lub 8)?

  22. Ex. 36.22Application

    Ile haseł 4-cyfrowych zaczyna się cyfrą 1 i kończy cyfrą 9?

  23. Ex. 36.23Application

    Ile PINów 4-cyfrowych ma wszystkie cyfry różne (bez powtórzeń)?

  24. Ex. 36.24ApplicationAnswer key

    Student może jechać ze szkoły do domu autobusem (3 dostępne linie) lub metrem (2 linie). Na ile różnych sposobów może zrobić trasę?

  25. Ex. 36.25Understanding

    Jeśli AA i BB są zbiorami z niepustą częścią wspólną, jaka jest poprawna formuła dla AB|A \cup B|?

  26. Ex. 36.26Application

    Na konkurencji 6 sportowców rywalizuje o medale złoty, srebrny i brązowy (3 różne pozycje). Na ile sposobów podium może być utworzone?

  27. Ex. 36.27Application

    Ile anagramów (przearanżowań używających wszystkich liter) ma słowo 6 liter, wszystkie różne?

  28. Ex. 36.28ApplicationAnswer key

    Dwie zwykłe kostki (ścianami 1 do 6) są rzucane. Ile par uporządkowanych (d1,d2)(d_1, d_2) skutkuje sumą parzystą?

  29. Ex. 36.29UnderstandingAnswer key

    Hasło ma 6 znaków alfanumerycznych (a-z małe lub 0-9), z dozwolonymi powtórzeniami. Napisz wyrażenie dla liczby haseł zawierających przynajmniej jedną cyfrę numeryczną.

  30. Ex. 36.30Understanding

    Ile ścieżek istnieje na płaszczyźnie kartezjańskiej z (0,0)(0, 0) do (3,2)(3, 2), poruszając się tylko prawo (+1,0)(+1, 0) lub góra (0,+1)(0, +1) na każdym kroku?

  31. Ex. 36.31Understanding

    Ile liczb całkowitych 3-cyfrowych (między 100 i 999) nie zawiera cyfry 0?

  32. Ex. 36.32Understanding

    W talii 52 kart (26 czerwonych, 26 czarnych; 4 króle razem), ile kart jest czerwonych lub króli? Jaka formuła się stosuje i dlaczego?

  33. Ex. 36.33Modeling

    Algorytm szyfrowania AES-128 używa kluczy 128 bitów (każdy bit to 0 lub 1). Ile różnych kluczy istnieje? Uzasadnij używając reguły mnożenia.

  34. Ex. 36.34Modeling

    Bankomat wymaga PIN 4 cyfr. Ile różnych PINów zaczyna się cyfrą 1?

  35. Ex. 36.35Modeling

    Restauracja oferuje 8 dań: 3 z mięsem i 5 wegetariańskich. Klient wegetarianin wybiera dokładnie 1 danie. Ile opcji ma?

  36. Ex. 36.36Modeling

    Adres sieci IPv4 jest reprezentowany przez 32 bity (każdy bit to 0 lub 1). Ile różnych adresów IPv4 istnieje?

  37. Ex. 36.37Modeling

    5 różnych książek zostanie ułożonych na półce. 2 z tych książek muszą być zawsze razem (obok siebie). Na ile sposobów ułożenie można zrobić?

  38. Ex. 36.38Modeling

    5 różnych książek zostanie ułożonych na półce. Na ile sposobów książki A i B są rozdzielone (nigdy obok siebie)?

  39. Ex. 36.39UnderstandingAnswer key

    Niech AA ma mm elementów i BB ma nn elementów, z mnm \leq n. Określ liczbę funkcji injektywnych f:ABf: A \to B. Uzasadnij przez regułę mnożenia.

  40. Ex. 36.40Challenge

    Z 5 różnych książek (A, B, C, D, E) ułożonych na półce, ile ułożeń istnieje gdzie A i B są rozdzielone I C i D są rozdzielone? (Wyzwanie: zastosuj inkluzja-ekskluzja dwa razy.)

Źródła tej lekcji

Updated on 2026-05-05 · Author(s): Clube da Matemática

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.