Комбинаторика - первый шаг в большую науку. Презентация на тему "комбинаторика" Элементы комбинаторики перестановки сочетания презентация

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Комбинаторика Подготовили учащиеся МБОУ СОШ № 7 г. Мичуринска Большакова Д. , Щербинина М. Учитель Духанина О.С.

2 слайд

Описание слайда:

Ход исследования: Что такое комбинаторика Что же послужило толчком для возникновения и развития комбинаторики Где в практической деятельности человека встречается комбинаторика Задачи Социологический опрос Вывод

3 слайд

Описание слайда:

4 слайд

Описание слайда:

Что такое Комбинаторика? Комбинаторика – раздел математики, в котором изучаются вопросы о том, сколько различных комбинаций, подчиненных тем или иным условиям, можно составить из заданных объектов. Термин «комбинаторика» был введён в математический обиход Лейбницем, который в 1666 году опубликовал свой труд «Рассуждения о комбинаторном искусстве». Комбинаторика (от латинского combinare) означает “соединять, сочетать”.

5 слайд

Описание слайда:

Возникновение Комбинаторики Комбинаторные задачи возникли и в связи с такими играми, как шашки, шахматы, домино, карты, кости и т. д. С комбинаторными задачами люди столкнулись в глубокой древности. В Древнем Китае увлекались составлением магических квадратов. В Древней Греции занимались теорией фигурных чисел. В Древней Греции подсчитывали число различных комбинаций длинных и коротких слогов в стихотворных размерах, занимались теорией фигурных чисел, изучали фигуры, которые можно составить из частей и т.д.

6 слайд

Описание слайда:

Возникновение Комбинаторики С давних пор дипломаты, стремясь к тайне переписки, изобретали сложные шифры, а секретные службы других государств пытались эти шифры разгадать. Стали применять шифры, основанные на комбинаторных принципах. В 1970 – 1980 гг. комбинаторика добилась новых успехов. В частности, с помощью ЭВМ решена проблема четырёх красок: доказано, что любую карту можно раскрасить в четыре цвета так, что никакие две страны, имеющие общую границу, не будут окрашены в один и тот же цвет.

7 слайд

Описание слайда:

Сферы применения Выбором объектов и расположением их в том или ином порядке приходится заниматься чуть ли не во всех областях человеческой деятельности, например: химику, изучающему строение органических молекул, имеющих данный атомный состав. ученому-агроному, планирующему распределение сельскохозяйственных культур на нескольких полях конструктору, разрабатывающему новую модель механизма

8 слайд

Описание слайда:

Задача №1 Государственные флаги многих стран состоят из горизонтальных или вертикальных полос разных цветов. Сколько существует различных флагов, состоящих из двух горизонтальных полос одинаковой ширины и разного цвета – белого, красного и синего? Решение: Пусть верхняя полоса флага – белая (Б). Тогда нижняя полоса может быть красной (К) или синей (С). Получили две комбинации – два варианта флага. Если верхняя полоса флага – красная, то нижняя может быть белой или синей. Получим ещё два варианта флага. Пусть, наконец, верхняя полоса – синяя, тогда нижняя может быть белой или красной. Это ещё два варианта флага. Всего получили 3 2 = 6 комбинаций – шесть вариантов флагов.

9 слайд

Описание слайда:

Задача №2 Сколько трехзначных чисел можно составить из цифр 1, 3, 5, 7? Используя в записи числа каждую из них не более одного раза. Решение: Чтобы ответить на этот вопрос, выпишем все такие числа. Пусть на первом месте стоит цифра 1. На втором месте может быть записана любая из цифр 3, 5, 7. Запишем, например, на втором месте цифру 3. Тогда в качестве третьей цифры можно взять 5 или 7. Получим два числа 135 и 137. Если на втором месте записать цифру 5, то в качестве третьей цифры можно взять цифру 3или 7. В этом случае получим числа 153 и 157. Если же, наконец, на втором месте записать цифру 7, то получим числа 173 и 175. Итак, мы составили все числа, которые начинаются с цифры 1. Таких чисел шесть: 135, 137, 153, 157, 173, 175. Аналогичным способом можно составить числа, которые начинаются с цифры 2,с цифры 5, с цифры 7. Полученные результаты запишем в четыре строки, в каждой из которых шесть чисел: 135, 137, 153, 157, 173, 175, 315, 317, 351, 357, 371, 375, 513, 517, 531, 537, 571, 573, 713, 715, 731, 735, 751, 753, Таким образом, из цифр 1, 3, 5, 7 (без повторения цифр) можно составить 24 трехзначных числа.

10 слайд

Описание слайда:

Дерево возможных вариантов 1 5 7 3 1 3 3 7 5 7 1 5 7 1 3 7 1 3 5 7 5 3 5 7 1 7 1 5 3 7 1 7 1 3 3 1 5 1 5 3 Всего 24 варианта Всего 24 варианта

11 слайд

Описание слайда:

Задача №3 Из города А в город В ведут две дороги, из города В в город С – три дороги, из города С до пристани – две дороги. Туристы хотят проехать из города А через города В и С к пристани. Сколькими способами они могут выбрать маршрут? А П С В Решение: Путь из А в В туристы могут выбрать двумя способами. Далее в каждом случае они могут проехать из В в С тремя способами. Значит, имеются 2 3 вариантов маршрута из А в С. Так как из города С на пристань можно попасть двумя способами, то всего существует 2 3 2, т.е. 12 способов выбора туристами маршрута из города А к пристани.

Элементы
комбинаторики.
Электронное учебно-методическое пособие
для учащихся 9-11 классов.
Автор-составитель:
Каторова О.Г.,
учитель математики
МБОУ «Гимназия №2»
г.Саров

Комбинаторика

Комбинаторика – это раздел
математики, в котором изучаются
вопросы выбора или расположения
элементов множества в соответствии
с заданными правилами.
«Комбинаторика» происходит от латинского
слова «combina», что в переводе на русский
означает – «сочетать», «соединять».

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Термин "комбинаторика" был
введён в математический обиход
всемирно
известным
немецким
учёным Г.В.Лейбницем, который в
1666 году опубликовал "Рассуждения
о комбинаторном искусстве".
Г.В.Лейбниц
В XVIII веке к решению комбинаторных задач обращались
и другие выдающиеся математики. Так, Леонард Эйлер
рассматривал задачи о разбиении чисел, о паросочетаниях, о
циклических расстановках, о построении магических и
латинских квадратов.

Комбинаторика занимается
различного рода соединениями
(перестановки, размещения,
сочетания), которые можно
образовать из элементов
некоторого конечного множества.

Комбинаторные соединения

Перестановки
1.
2.
Перестановки без повторений
Перестановки с повторениями
Размещения
1.
2.
Размещения без повторений
Размещения с повторениями
Сочетания
1.
2.
Сочетания без повторений
Сочетания с повторениями

Перестановки – соединения,
которые можно составить из n
элементов, меняя всеми
возможными способами их порядок.
Формула:

Историческая справка

В 1713 году было опубликовано
сочинение Я. Бернулли "Искусство
предположений", в котором с
достаточной полнотой были изложены
известные к тому времени
комбинаторные факты.
"Искусство
предположений" не было завершено
автором и появилось после его смерти.
Сочинение состояло из 4 частей,
комбинаторике была посвящена
вторая часть, в которой содержится
формула для числа перестановок из n
элементов.

Пример

Сколькими способами могут 8 человек встать в
очередь к театральной кассе?
Решение задачи:
Существует 8 мест, которые должны занять 8 человек.
На первое место может встать любой из 8 человек, т.е. способов
занять первое место – 8.
После того, как один человек встал на первое место, осталось 7
мест и 7 человек, которые могут быть на них размещены, т.е.
способов занять второе место – 7. Аналогично для третьего,
четвертого и т.д. места.
Используя принцип умножения, получаем произведение. Такое
произведение обозначается как 8! (читается 8 факториал) и
называется перестановкой P8.
Ответ: P8 = 8!

Проверь себя

1) Сколькими способами можно поставить
рядом на полке четыре различные
книги?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

2) Сколькими способами можно положить
10 различных открыток в 10 имеющихся
конвертов (по одной открытке в конверт)?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

3) Сколькими способами можно рассадить
восьмерых детей на восьми стульях в столовой
детского сада?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

4) Сколько различных слов можно составить,
переставляя местами буквы в слове
«треугольник» (считая и само это слово)?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

5) Сколькими способами можно установить
дежурство по одному человеку в день среди семи
учащихся группы в течение 7 дней (каждый
должен отдежурить один раз)?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

Перестановки с
повторениями
Всякое размещение с повторениями, в
котором элемент а1 повторяется k1 раз, элемент
a2 повторяется k2 раз и т.д. элемент an
повторяется kn раз, где k1, k2, ..., kn - данные
числа, называется перестановкой с
повторениями порядка
m = k1 + k2 + … + kn, в которой данные
элементы a1, a2, …, an повторяются
соответственно k1, k2, .., kn раз.

Проверь себя

Перестановки с
повторениями
Теорема. Число различных перестановок с
повторениями из элементов {a1, …, an}, в
которых элементы a1, …, an повторяются
соответственно k1, ..., kn раз, равно
(k1+k2+…+kn)!
m!
P
k1! k2! … kn!
k1! k2! … kn!

Проверь себя

Пример
Слова и фразы с переставленными буквами
называют анаграммами. Сколько анаграмм можно
составить из слова «макака»?
Решение.
Всего в слове «МАКАКА» 6 букв (m=6).
Определим сколько раз в слове используется каждая буква:
«М» - 1 раз (k1=1)
«А» - 3 раза (k2=3)
«К» - 2 раза (k3=2)
m!
Р=
k1! k2! …kn!
6!
4*5*6
Р1,3,2 =
= 2 = 60.
1! 3! 2!

Проверь себя

1) Сколько различных слов можно получить,
переставляя буквы слова "математика" ?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

2) Сколькими способами можно расставить на
первой горизонтали шахматной доски комплект
белых фигур (король, ферзь, две ладьи, два
слона и два коня)?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя
3) У мамы 2 яблока, 3 груши и 4 апельсина.
Каждый день в течение девяти дней подряд она
дает сыну один из оставшихся фруктов.
Сколькими способами это может быть сделано?
РЕШЕНИЕ

Историческая справка
Комбинаторные мотивы можно
заметить еще в символике китайской «Книги
перемен» (V век до н. э.).
В XII в. индийский математик Бхаскара в
своём основном труде «Лилавати» подробно
исследовал задачи с перестановками и
сочетаниями, включая перестановки с
повторениями.

Пример

Размещения
Размещением из n элементов по k
(k n) называется любое множество,
состоящее из любых k элементов, взятых в
определенном порядке из n элементов.
Два размещения из n элементов считаются
различными, если они отличаются самими
элементами или порядком их расположения.
А n(n 1)(n 2) ... (n (k 1))
k
n

Проверь себя

Пример
Сколькими способами из 40 учеников класса
можно выделить актив в следующем составе:
староста, физорг и редактор стенгазеты?
Решение:
Требуется выделить упорядоченные трехэлементные
подмножества множества, содержащего 40
элементов, т.е. найти число размещений без
повторений из 40 элементов по 3.
40!
A=
=38*39*40=59280
37!
3
40

Проверь себя

1. Из семи различных книг выбирают
четыре. Сколькими способами это можно
сделать?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

2. В чемпионате по футболу участвуют
десять команд. Сколько существует
различных возможностей занять
командам первые три места?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

3. В классе изучаются 7 предметов. В среду 4
урока, причем все разные. Сколькими
способами можно составить расписание на
среду?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

Размещения с
повторениями
Размещения с повторениями –
соединения, содержащие n элементов,
выбираемых из элементов m различных
видов (n m) и отличающиеся одно от
другого либо составом, либо порядком
элементов.
Их количество в предположении
неограниченности количества элементов
каждого вида равно

Проверь себя

Пример использования
В библиотеку, в которой есть много
одинаковых учебников по десяти
предметам, пришло 5 школьников,
каждый из которых хочет взять учебник.
Библиотекарь записывает в журнал по
порядку названия (без номера) взятых
учебников без имен учеников, которые их
взяли. Сколько разных списков в журнале
могло появиться?

Историческая справка

Решение задачи
Так как учебники по каждому
предмету одинаковые, и библиотекарь
записывает лишь название (без
номера),то список – размещение с
повторением, число элементов
исходного множества равно 10, а
количество позиций – 5.
Тогда количество разных списков равно
= 100000.
Ответ: 100000

Размещения

Проверь себя!
1. Телефонный номер состоит из 7 цифр.
Какое наибольшее число звонков
неудачник-Петя может совершить
прежде, чем угадает правильный номер.
РЕШЕНИЕ
РЕШЕНИЕ

Пример

Проверь себя!
2. Сколькими способами можно
написать слово, составленное из
четырех букв английского алфавита?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

Проверь себя!
3. В магазине, где есть 4 вида мячей,
решили поставить в ряд 8 мячей. Сколькими
способами можно это сделать, если их
расположение имеет значение?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

Проверь себя!
4. Сколькими способами можно пришить на
костюм клоуна в линию шесть пуговиц
одного из четырех цветов, чтобы получить
узор?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя

Сочетания
Сочетания – соединения, содержащие по
m предметов из n, различающихся друг от
друга по крайней мере одним предметом.
Сочетания – конечные множества, в
которых порядок не имеет значения.

Проверь себя

Сочетания
Формула нахождения количества
сочетаний без повторений:

Проверь себя

Историческая справка
В 1666 году Лейбниц опубликовал "Рассуждения
о комбинаторном искусстве". В своём сочинении
Лейбниц, вводя специальные символы, термины для
подмножеств и операций над ними, находит все k сочетания из n элементов, выводит свойства
сочетаний:
,
,

Проверь себя

Пример использования:
Сколькими способами можно выбрать двух
дежурных из класса, в котором 25 учеников?
Решение:
m = 2 (необходимое количество дежурных)
n = 25 (всего учеников в классе)

Размещения с повторениями

Проверь себя!
1) Сколькими способами можно
делегировать троих студентов на
межвузовскую конференцию из 9 членов
научного общества?
РЕШЕНИЕ

Пример использования

Проверь себя!
2) Десять участников конференции
обменялись рукопожатиями, пожав руку
каждому. Сколько всего рукопожатий было
сделано?
РЕШЕНИЕ

Решение задачи

Проверь себя!
3) В школьном хоре 6 девочек и 4 мальчика.
Сколькими способами можно выбрать из
состава школьного хора 2 девочек и 1 мальчика
для участия в выступлении окружного хора?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя!

4) Сколькими способами можно выбрать 3
спортсменов из группы в 20 человек для
участия в соревнованиях?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя!

5) В классе 10 учебных предметов и 5 разных
уроков в день. Сколькими способами могут
быть распределены уроки в один день?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя!

Сочетания с повторениями
Определение
Сочетаниями с повторениями из m по
n называют соединения, состоящие из n
элементов, выбранных из элементов m
разных видов, и отличающиеся одно от
другого хотя бы одним элементом.
Число сочетаний из m по n
обозначают

Проверь себя!

Сочетания с повторениями
Если из множества, содержащего n элементов, выбирается
поочередно m элементов, причём выбранный элемент
каждый раз возвращается обратно, то количество способов
произвести неупорядоченную выборку – число сочетаний с
повторениями – составляет

Проверь себя!

Историческая справка
Крупнейший индийский математик
Бхаскара Акария (1114–1185) также
изучал различные виды комбинаторных
соединений. Ему принадлежит трактат
"Сидханта–Широмани" ("Венец учения"),
переписанный в XIII в. на полосках
пальмовых листьев. В нём автор дал
словесные правила для нахождения
и
,указав их применения и поместив
многочисленные примеры

Проверь себя!

Пример использования
Задача №1
Сколько наборов из 7 пирожных
можно составить, если в распоряжении
имеются 4 сорта пирожных?
Решение:

Проверь себя!

Пример использования
Задача №2
Сколько костей находится в обычной
игре "домино"?
Решение: Кости домино можно рассматривать как
сочетания с повторениями по две из семи цифр
множества (0,1,2,3,4,5,6).
Число всех таких
сочетаний равно

Проверь себя!

Проверь себя
Задача 1.
В буфете Гимназии продаются 5 сортов
пирожков: с яблоками, с капустой,
картошкой, мясом и грибами. Скольким
числом способов можно сделать покупку из
10 пирожков?
РЕШЕНИЕ

Сочетания

Проверь себя
Задача 2.
В коробке лежат шары трех цветов-
красного, синего и зеленого. Сколькими
способами можно составить набор из двух
шаров?
РЕШЕНИЕ

Сочетания

Проверь себя
Задача 3.
Сколькими способами можно выбрать 4
монеты из четырех пятикопеечных монет и из
четырех двухкопеечных монет?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя
Задача 4.
Сколько будет костей домино,
если в их
образовании использовать все цифры?
РЕШЕНИЕ

Проверь себя
Задача 5.
Палитра юного импрессиониста состоит из 8
различных красок. Художник берет кистью
наугад любую из красок и ставит цветное
пятно на ватмане. Затем берет следующую
кисть, окунает её в любую из красок и делает
второе пятно по соседству. Сколько
различных комбинаций существует для
шести пятен?
РЕШЕНИЕ

Используемая литература
Алгебра и начала математического
анализа.11 класс/ Ю.М.Колягин, М.В.Ткачева,
Н.Е.Федорова, М.И.Шабунин. –
М.:Просвещение, 2011.
Виленкин Н.Я. Комбинаторика. – М., 1969
Виленкин Н.Я. Комбинаторика. – МЦМНО,
2010
ru.wikipedia.org›wiki/История комбинаторики

Слайд 2

Комбинаторика– это раздел математики, посвящённый задачам выбора и расположения предметов из раздела множеств. Типичной задачей комбинаторики является задача перечисления комбинаций, составленных из нескольких предметов.

Слайд 3

Вспомним несколько примеров таких задач

1.Несколько стран в качестве символа своего государства решили использовать флаг в виде 3-х горизонтальных полос одинаковых по ширине и цвету: синий, красный и белый. Сколько стран могут испытать такую символику при условии, что у каждой страны свой отличный от других флаг? Будем искать решение с помощью дерева возможных вариантов.

Слайд 4

Ответ: 6 комбинаций

Слайд 5

2.Сколько чётных двузначных чисел можно составить из цифр 0,1,2,4,5,9.

Составим таблицу: слева от 1 – го столбца поместим первые цифры искомых чисел, сверху – вторые цифры этих чисел (чётные цифры, тогда столбцов будет три).

Слайд 6

Так в столбце перечислены все возможные варианты, следовательно, их столько же, сколько клеток в столбце, т.е. 15.

Ответ: 15 чисел

Слайд 7

3.На завтрак Вова может выбрать плюшку, бутерброд, пряник или кекс, а запить их может кофеем, соком или кефиром. Из скольких вариантов завтрака Вова может выбирать?

Решим задачу, перебирая всевозможные варианты, путем кодирования вариантов завтрака Решение: КП КБ КПр КК СП СБ СПр СК К-рП К-рБ К-рПр К-рК Ответ: 12 вариантов.

Слайд 8

Во всех задачах был осуществлён перебор всех возможных вариантов или комбинаций. Поэтому эти задачи называют комбинаторными. Слово комбинация происходит от латинского combino– соединяю. Действительно при получении любой комбинации мы составляем её из отдельных элементов последовательно соединяя их друг с другом. С этой точки зрения: число – это комбинация цифр, слово – это комбинация букв, меню – это комбинация блюд. Во всех предложенных задачах для подсчёта числа комбинаций мы использовали простой способ подсчёта – прямое перечисление (опираясь на «дерево возможных вариантов», таблицу, кодирование). Но способ перебора возможных вариантов далеко не всегда применим, ведь количество комбинаций может исчисляться миллионами. Здесь на помощь приходят несколько замечательных комбинаторных правил, которые позволяют подсчитать количество комбинаций без их прямого перечисления.

Слайд 9

Мы рассмотрели примеры 3-х разных задач, но получили совершенно одинаковые решения, которые основаны на общем правиле умножения: Пусть имеется n элементов и требуется выбрать из них один за другим к элементов. Если первый элемент m1выбрать n1 способами, после чего второй элемент m2выбрать n2 способами из оставшихся, затем третий элемент m3 выбрать n3 способами из оставшихся и т.д., то число способов могут быть выбраны все к элементов, равно произведению Примени это правило к каждой из решённых задач. 1-я задача: выбор верхней полосы - из 3-х цветов, т.е. n1=3; средняя полоса – из 2-х цветов, т.е.n2=2; нижняя полоса – из 1-го цвета, т.е. n3=1. n1 n2 n3 = 3 * 2 * 1 = 6 2-я задача: заметим, что в этой задаче задействованы два независимых исхода, поэтому mn = 5 *3 = 15

Слайд 10

Решение задач в классе: № 714, 716,718(а),721

№714. В кафе предлагают два первых блюда: борщ, рассольник - и четыре вторых блюда: гуляш, котлеты, сосиски, пельмени. Укажите все обеды из первого и второго блюд, которые может заказать посетитель. Проиллюстрируйте ответ, построив дере­во возможных вариантов.

Слайд 11

Решение. Что бы указать все обеды из двух блюд, будем рассуждать так. Выберем одно блюдо (борщ) и будем добавлять к нему поочерёдно разные вторые блюда, получая пары: Б г; б к; б с; б п (4 пары). Теперь в качестве первого блюда выберем рассольник и будем добавлять к нему поочерёдно разные вторые блюда: Рг; р к; р с; рп (4 пары). Согласно правилу комбинаторного умножения всего обедов: 2*4=8. Построив дерево возможностей, получим 8 вариантов. Ответ: б г; б к; б с; б п; р г; р к; р с; р п.; получим восемь разных обедов из двух блюд.

Слайд 12

№ 716 Стадион имеет четыре входа: А, В, С и D. Укажите все возможные способы, какими посетитель может войти через один вход, а выйти через другой. Сколько таких способов?

Слайд 13

Решение. Из условия ясно, что порядок выбора имеет значение: АВ означает, что посетитель вошёл через А и вышел через В, а ВА означает, что вошёл через В, а вышел через А. Чтобы перечислить все варианты выбора двух входов, будем придерживаться следующего правила. Выпишем обозначения всех входов в ряд: А, В, С, Д. Берём первый вход и дописываем к нему поочерёдно каждый из остальных входов, получаем 3 пары: А В, А С, А Д. Берём второй вход и дописываем к нему поочерёдно каждый из остальных входов, кроме него самого начиная с начала ряда, т. е. с первого входа: ВА, ВС, ВД. Выбирая третий, а затем четвёртый вход, получаем СА, СВ, СД; ДА, ДВ, ДС. Общее количество способов выбора: 4*3=12 (к каждому из 4 входов мы дописывали 3 других). Замечание. Подсчитать количество способов выбора, не составляя пары, можно по правилу произведения: первый выбор (через какой вход войти) можно сделать 4 способами (А, или В, или С, или Д); после этого второй выбор (через какой вход войти) можно сделать 3 способами (любой вход, кроме того, через который вошли). Общее количество выбора равно 4*3=12. Ответ: 12 способов.

1 слайд

Не нужно нам владеть клинком, Не ищем славы громкой. Тот побеждает, кто знаком С искусством мыслить, тонким. Английский поэт Уордсворт

2 слайд

Введение Цель работы Задачи работы Что же такое «Комбинаторика»? История возникновения Правила решения комбинаторных задач Правило суммы Правило произведения Комбинации С повторениями Без повторений Тезаурус Список используемой литературы и web-ресурсов Заключение Страница автора

3 слайд

Создать справочное пособие для учащихся 10-11 классов, обучающихся на базовом уровне, образовательных учреждений. Подготовить первую часть большого проекта «Теория вероятности как самое встречаемое в нашей жизни явление».

4 слайд

1.1 Подобрать литературу и web – ресурсы по теме «Комбинаторика». 1.2 Исследовать все возможные методы решения комбинаторных задач на основе реальной жизни. 1.3 Проследить историю выделения самостоятельной области математики – комбинаторики. 2.1 Обосновать изучение курса комбинаторики в старшей школе как реальную необходимость при осуществлении курса принципа непрерывности образования «Школа – вуз». 2.2 Наметить возможные варианты введения курса комбинаторики в школьное образовательное пространство. 2.3 Подобрать материал для создания справочника.

5 слайд

Человеку часто приходится иметь дело с задачами, в которых нужно подсчитать число всех возможных способов расположения некоторых предметов или число всех возможных способов осуществления некоторого действия. Разные пути или варианты, которые приходится выбирать человеку, складываются в самые разнообразные комбинации. Такие задачи приходиться рассматривать при определении наиболее выгодных коммуникаций внутри города, при организации автоматической системы управления, значит и в теории вероятностей, и в математической статистике со всеми их многочисленными приложениями. И целый раздел математики, называемый комбинаторикой, занят поиском ответов на вопросы: сколько всего есть комбинаций в том или другом случае.

6 слайд

Комбинаторика – это раздел математики, в котором исследуются и решаются задачи выбора элементов из исходного множества и расположения их в некоторой комбинации, составленной по заданным правилам.

7 слайд

Комбинаторика как наука стала развиваться в XIII в. параллельно с возникновением теории вероятностей. Первые научные исследования по этой теме принадлежат итальянским ученым Дж. Кардано, Н. Чарталье (1499-1557), Г. Галилею (1564-1642) и французским ученым Б.Пискамо (1623-1662) и П. Ферма. Комбинаторику, как самостоятельный раздел математики первым стал рассматривать немецкий ученый Г. Лейбниц в своей работе «Об искусстве комбинаторики», опубликованной в 1666г. Он также впервые ввел термин «Комбинаторика».

8 слайд

9 слайд

Задача: На столе лежат 3 черных и 5 красных карандашей. Сколькими способами можно выбрать карандаш любого цвета? Решение: Выбрать карандаш любого цвета можно 5+3=8 способами. Правило суммы в комбинаторике: Если элемент а можно выбрать m способами, а элемент в - n способами, причем любой выбор элемента а отличен от любого выбора элементов в, то выбор «а или в» можно сделать m+n способами. Примеры задач

10 слайд

Задача: В классе 10 учащихся занимаются спортом, остальные 6 учащихся посещают танцевальный кружок. 1)Сколько пар учащихся можно выбрать так, чтобы один из пары был спортсменом, другой танцором? 2)Сколько возможностей выбора одного ученика? Решение: 1)Возможность выбора спортсменов 10, а на каждого из 10 спортсменов выборов танцора 6. Значит, возможность выбора пар танцора и спортсмена 10·6=60. 2) Возможность выбора одного ученика 10+6=16.

11 слайд

Задача: Из города А в город В ведут 3 дороги. А из города В в город С ведут 4 дороги. Сколько путей, проходящих через В, ведут из А в С? Решение: Можно рассуждать таким образом: для каждой из трех путей из А в В имеется четыре способа выбора дороги из В в С. Всего различных путей из А в С равно произведению 3·4, т.е. 12. Правило произведения: Пусть нужно выбрать к элементов. Если первый элемент можно выбрать n1 способами, второй – n2 способами и т. д., то число способов к элементов, равно произведению n1· n2·… nк. Примеры задач

12 слайд

Задача: В школьной столовой имеются 2 первых, 5 вторых и 4 третьих блюд. Сколькими способами ученик может выбрать обед, состоящий из первых, вторых и третьих блюд? Решение: Первое блюдо можно выбрать 2 способами. Для каждого выбора первого блюда существует 5 вторых блюд. Первые два блюда можно выбрать 2·5=10 способами. И, наконец, для каждой 10 этих выборов имеются четыре возможности выбора третьего блюда, т. е. Существует 2·5·4 способов составления обеда из трех блюд. Итак, обед может быть составлен 40 способами.

13 слайд

14 слайд

15 слайд

Размещением из n элементов по к (к≤n) называется любое множество, состоящее из любых к элементов, взятых в определенном порядке из данных n элементов. Количество всех размещений из n элементов по m обозначают: Примеры задач n! – факториал числа n

16 слайд

Задача: Сколькими способами 4 юноши могут пригласить четырех из шести девушек на танец? Решение: Два юноши не могут одновременно пригласить одну и ту же девушку. И варианты, при которых одни и те же девушки танцуют с разными юношами считаются, разными, поэтому: Возможно 360 вариантов.

17 слайд

Перестановкой из n элементов называется каждое расположение этих элементов в определенном порядке. Количество всех перестановок из n элементов обозначают Pn Pn=n! Примеры задач

18 слайд

Квартет Проказница Мартышка Осёл, Козёл, Да косолапый Мишка Затеяли играть квартет … Стой, братцы стой! – Кричит Мартышка, - погодите! Как музыке идти? Ведь вы не так сидите… И так, и этак пересаживались – опять музыка на лад не идет. Вот пуще прежнего пошли у них разборы И споры, Кому и как сидеть… Решение

20 слайд

Сочетанием без повторений называется такое размещение, при котором порядок следования элементов не имеет значения. Таким образом, количество вариантов при сочетании будет меньше количества размещений. Число сочетаний из n элементов по m обозначается: Примеры задач

21 слайд

Задача: Сколько трехкнопочных комбинаций существует на кодовом замке (все три кнопки нажимаются одновременно), если на нем всего 10 цифр. Решение: Так как кнопки нажимаются одновременно, то выбор этих трех кнопок – сочетание. Отсюда возможно:

22 слайд

Часто в задачах по комбинаторике встречаются множества, в которых какие-либо компоненты повторяются. Например: в задачах на числа – цифры. Для таких задач используются формулы: где n-количество всех элементов, n1,n2,…,nr-количество одинаковых элементов. Примеры задач Примеры задач Примеры задач

23 слайд

Задача: Сколько трехзначных чисел можно составить из цифр 1, 2, 3, 4, 5? Решение: Так как порядок цифр в числе существенен, цифры могут повторяться, то это будут размещения с повторениями из пяти элементов по три, а их число равно:

24 слайд

Задача: В кондитерском магазине продавались 4 сорта пирожных: эклеры, песочные, наполеоны и слоеные. Сколькими способами можно купить 7 пирожных. Решение: Покупка не зависит от того, в каком порядке укладывают купленные пирожные в коробку. Покупки будут различными, если они отличаются количеством купленных пирожных хотя бы одного сорта. Следовательно, количество различных покупок равно числу сочетаний четырех видов пирожных по семь -

27 слайд

Мы считаем, что работа достигла своих целей. Мы составили справочное учебное пособие, которое нацелено оживить школьную математику введением в неё интересных задач, посильных для учащихся теоретических вопросов. Работа предназначена для учащихся 10-11 классов, обучающихся на базовом уровне, образовательных учреждений для углубления знаний по математике Отличительной способностью данного пособия являются: посильная для учащихся III ступени теоретическая часть; подбор и составление задач на основе жизненного материала, сказочных сюжетов. Мы надеемся, что наша работа заинтересует учащихся, поможет развитию их кругозора и мышления, будет способствовать более качественной подготовке к сдаче единого государственного экзамена.

28 слайд

Ученик: Захаров Дмитрий Класс: 10 Руководитель: Торопова Нина Анатольевна МОУ «Средняя образовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов №5» г. Красноярска