Pomoc - zadania

Permutacje. Kombinacje. Wariacje. Rozmieszczanie kul w urnach. Silnie i symbole Newtona. Przeliczanie zbiorów. Funkcje tworzące. Teoria grafów.
supciooo9
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 2
Rejestracja: 28 lut 2024, o 15:04
Płeć: Mężczyzna
wiek: 21

Pomoc - zadania

Post autor: supciooo9 »

Prosiłbym o pomoc w poniższych zadaniach - mam na myśli zarówno sprawdzenie jak i nakierowanie.

Zadanie 1.
120 osób jedzie na wycieczkę do 4 krajów (A, B, C, D). Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń:
- dokładnie 30 osób pojedzie na jedną z wycieczek;
- co najwyżej 30 osób pojedzie na przynajmniej jedną z nich;
- jeśli wiadomo, że do kraju A pojedzie 14 osób, to na przynajmniej jedną z pozostałych pojedzie co najmniej 35 osób.

Jest to zadanie dość proste, aczkolwiek mam pewne wątpliwości. Z metody szufladkowej mamy:
120 osób rozdzielamy na 4 "szufladki", więc w każdej będzie równo po 30 osób - stąd dwa pierwsze stwierdzenia są prawdziwe
jeśli chodzi o trzecie stwierdzenie - do pierwszej szufladki wchodzi 14 osób, w pozostałych mamy po 35 - więc to też prawda

Zadanie 2.
Ile jest rozwiązań równania \(\displaystyle{ x_{1} + x_{2} + x_{3} + x_{4} = 5}\), gdy \(\displaystyle{ x_{1}, x_{2}, x_{3}, x_{4} }\) to liczby całkowite nieujemne oraz dodatkowo \(\displaystyle{ x_{2} \le 2}\) ?

mamy tutaj przypadek gdzie \(\displaystyle{ x_{2} \ge 0}\) i \(\displaystyle{ x_{2} \le 2 }\), pozostałe \(\displaystyle{ x_{i} \ge 0}\)
do tego zadania posiadam odpowiedź: \(\displaystyle{ {5+3-1 \choose 5} + {4+3-1 \choose 4} + {3+3-1 \choose 3}}\) lub \(\displaystyle{ {5+4-1 \choose 5} - {2+4-1 \choose 2}}\)
korzystam ze wzoru \(\displaystyle{ {k+n-1 \choose k} }\), próbuję to rozbić na przypadki, gdy \(\displaystyle{ x_{2} }\) przyjmuje wartości 0, 1 oraz 2, jednak wynik mi nie wychodzi... czy jest mi ktoś w stanie rozpisać ten przykład/wyjaśnić jak należy do tego podejść?

Zadanie 3.
Ile jest rozwiązań równania \(\displaystyle{ x_{1} + x_{2} + x_{3} + x_{4} + x_{5} + x_{6} = 50}\), gdy:
a) \(\displaystyle{ x_{1} > 0}\), \(\displaystyle{ x_{2} > 0}\), \(\displaystyle{ x_{3} > 0}\), \(\displaystyle{ x_{4} > 0}\), \(\displaystyle{ x_{5} > 0}\), \(\displaystyle{ x_{6} > 0; }\)

b) \(\displaystyle{ x_{1} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{2} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{3} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{4} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{5} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{6} \ge 0 ;}\)

c) \(\displaystyle{ x_{1} \ge 1}\), \(\displaystyle{ x_{2} \ge 2}\), \(\displaystyle{ x_{3} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{4} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{5} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{6} \ge 0 ;}\)

d) \(\displaystyle{ x_{1} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{2} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{3} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{4} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{5} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{6} \ge 0 }\) i \(\displaystyle{ x_{6} < 5 }\) ?

podpunkt a): korzystamy ze wzoru \(\displaystyle{ {n-1 \choose k-1}}\) więc wychodzi tutaj \(\displaystyle{ {49 \choose 5} }\)
podpunkt b): \(\displaystyle{ {n+k-1 \choose k-1} = {52 \choose 5} }\) (bo \(\displaystyle{ n=50, k=6}\))
podpunkt c):
podpunkt d): zadanie jest analogiczne do zad 2.

Odnośnie zadania 2 i 3 - wiem że w Internecie można znaleźć podobne przykłady do tych, jednak większość odnosi się do prostego przypadku gdy wszystkie \(\displaystyle{ x_{i} }\) mają być liczbami całkowitymi dodatnimi. Nie znalazłem nigdzie wytłumaczenia co zrobić gdy pojawiają się dodatkowe warunki (jak powyżej) lub są one źle zrobione.

Zadanie 4.
Wykorzystując litery alfabetu angielskiego (jest ich 26) - ile można utworzyć wyrazów 12-literowych (nie ma znaczenia czy słowo ma sens czy nie, litery mogą się powtarzać):
a) gdy litera s pojawia się w słowie trzykrotnie;
b) gdy litera t pojawia się na końcu lub na początku;
c) gdy na początku jest jedna litera a.

podpunkt a): dla litery "s" możemy wybrać miejsce na \(\displaystyle{ {12 \choose 3} }\) sposobów; następnie mnożymy przez \(\displaystyle{ 25^{9} }\)
podpunkt b): są dwie opcje dla "t" i zostaje 25 liter na 11 miejsc, więc \(\displaystyle{ 2\cdot 25^{11} }\)
podpunkt c): tutaj powinno wyjść... \(\displaystyle{ 11\cdot 26^{11} }\)

Zadanie 5.
Oblicz współczynnik wielomianu \(\displaystyle{ (a+b+c+d)^{17}}\) przy wyrazie \(\displaystyle{ a^{8}b^{6} c^{1} d^{2}.}\)

tutaj rozwiązaniem będzie: \(\displaystyle{ \frac{17!}{8!\cdot 6!\cdot 1!\cdot 2!}}\) Pytanie czy można to zrobić jakoś inaczej? Rozpisywanie tego ze wzoru Newtona raczej jest zbyt czasochłonne...

Za wszelką pomoc będę bardzo wdzięczny 8-)
Ostatnio zmieniony 28 lut 2024, o 22:26 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 2 razy.
Powód: Używaj indeksów dolnych. Symbol mnożenia to \cdot. Poprawa wiadomości. Interpunkcja.
Jan Kraszewski
Administrator
Administrator
Posty: 34296
Rejestracja: 20 mar 2006, o 21:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 5203 razy

Re: Pomoc - zadania

Post autor: Jan Kraszewski »

supciooo9 pisze: 28 lut 2024, o 21:09 Zadanie 1.
120 osób jedzie na wycieczkę do 4 krajów (A, B, C, D). Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń:
- dokładnie 30 osób pojedzie na jedną z wycieczek;
- co najwyżej 30 osób pojedzie na przynajmniej jedną z nich;
- jeśli wiadomo, że do kraju A pojedzie 14 osób, to na przynajmniej jedną z pozostałych pojedzie co najmniej 35 osób.

Jest to zadanie dość proste, aczkolwiek mam pewne wątpliwości. Z metody szufladkowej mamy:
120 osób rozdzielamy na 4 "szufladki", więc w każdej będzie równo po 30 osób - stąd dwa pierwsze stwierdzenia są prawdziwe
jeśli chodzi o trzecie stwierdzenie - do pierwszej szufladki wchodzi 14 osób, w pozostałych mamy po 35 - więc to też prawda
Po pierwsze, zadanie jest niezbyt dobrze sformułowane. Czy należy rozumieć je tak, że mamy 120 osób i każda jedzie na dokładnie jedną wycieczkę do jednego z czterech możliwych krajów? I czy na każdą wycieczkę ktoś musi pojechać? No i wreszcie, polecenie jest źle sformułowane - prawdziwości podanych stwierdzeń nie da się ocenić, możemy najwyżej oceniać, czy w każdej sytuacji pasującej do warunków zadania podane stwierdzenia są prawdziwe. A zatem nie pytamy się, czy stwierdzenie jest prawdziwe, tylko czy musi być prawdziwe. To nie to samo, co widać po Twoich odpowiedziach.

Po drugie, Twoje zastosowanie zasady szufladkowej jest niedobre. Zauważ, że w kontekście pierwszego stwierdzenia podział na wycieczki może wyglądać tak: \(\displaystyle{ A\ -\ 117, B\ -\ 1, C\ -\ 1, D\ -\ 1}\) bądź tak: \(\displaystyle{ A\ -\ 30, B\ -\ 30, C\ -\ 30, D\ -\ 30}\). O czym to świadczy? O tym, że stwierdzenie pierwsze może, ale nie musi być prawdziwe. Jak zatem "ocenić jego prawdziwość"? Dlatego uważam, że konieczne jest wspomniane przeze mnie powyżej doprecyzowanie i w tym kontekście pierwsze stwierdzenie nie jest prawdziwe (dokładniej: nie musi być prawdziwe, bo mam kontrprzykład: \(\displaystyle{ A\ -\ 117, B\ -\ 1, C\ -\ 1, D\ -\ 1}\)).

Drugie stwierdzenie musi być prawdziwe (choć jest niezręcznie sformułowane), ale nie z podanego przez Ciebie powodu, tylko dlatego, że gdyby nie było prawdziwe, to znaczyłoby to, że na każdą z wycieczek pojedzie ponad \(\displaystyle{ 30}\) osób, co oznaczałoby, że na wycieczki wybiorą się przynajmniej \(\displaystyle{ 4\cdot 31=124}\) osoby, a tylu nie ma.

Ostatnie stwierdzenie też jest prawdziwe, ale argument też nie jest dobry (choć najbardziej zbliżony do dobrego) - skoro na wycieczkę A pojedzie \(\displaystyle{ 14}\) osób, to na pozostałe trzy pojedzie \(\displaystyle{ 106}\) osób. Zastosowanie zasady szufladkowej daje, że na którąś z wycieczek musi pojechać przynajmniej \(\displaystyle{ 36}\) osób.

JK
supciooo9
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 2
Rejestracja: 28 lut 2024, o 15:04
Płeć: Mężczyzna
wiek: 21

Re: Pomoc - zadania

Post autor: supciooo9 »

Zadanie niestety jest tak sformułowane jak tutaj napisałem :( Dzięki za odpowiedź.
Chciałbym jeszcze nawiązać do zadania 5. - znalazłem taki przykład: Podaj współczynnik przy wyrazie \(\displaystyle{ xz t^{3} }\) w wyrażeniu \(\displaystyle{ \left( x + y + 2z + 2t\right) ^{5} }\)
jako odpowiedź podano: \(\displaystyle{ \frac{2\cdot 2^{3}\cdot 5! }{3!} }\) jednak bez wyjaśnienia
Czy jest mi ktoś w stanie wyjaśnić skąd to się bierze? \(\displaystyle{ 3!}\) od potęgi przy \(\displaystyle{ t}\), niestety nie wiem skąd się biorą liczby w liczniku :?
Ostatnio zmieniony 29 lut 2024, o 20:07 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Symbol mnożenia to \cdot.
Jan Kraszewski
Administrator
Administrator
Posty: 34296
Rejestracja: 20 mar 2006, o 21:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 5203 razy

Re: Pomoc - zadania

Post autor: Jan Kraszewski »

Popatrz na to w ten sposób:

\(\displaystyle{ \left( x + y + 2z + 2t\right) ^{5}=\red{\left( x + y + 2z + 2t\right)}\cdot\green{\left( x + y + 2z + 2t\right)}\cdot\magenta{\left( x + y + 2z + 2t\right)}\cdot\yellow{\left( x + y + 2z + 2t\right)}\cdot\blue{\left( x + y + 2z + 2t\right)} . }\)

Żeby dostać \(\displaystyle{ xz t^{3} }\) musisz wziąć \(\displaystyle{ 2z}\) w trzech kolorach, co możesz zrobić na \(\displaystyle{ {5 \choose 3} }\) sposobów (i co po wymnożeniu da \(\displaystyle{ 2^3\cdot z^3}\)), do tego dobrać \(\displaystyle{ 2y}\) w jednym z dwóch pozostałych kolorów, co możesz zrobić na dwa sposoby i na końcu wziąć \(\displaystyle{ x}\) w ostatnim pozostałym kolorze - tu już nie masz wyboru.

Masz zatem \(\displaystyle{ {5 \choose 3}\cdot 2=\frac{5!}{3!}}\) wyborów czynników, które po wymnożeniu dają \(\displaystyle{ 2\cdot 2^3\cdot xz t^{3} .}\) No i stąd masz taką a nie inną odpowiedź.

JK
Awatar użytkownika
kerajs
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 8585
Rejestracja: 17 maja 2013, o 10:23
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 307 razy
Pomógł: 3351 razy

Re: Pomoc - zadania

Post autor: kerajs »

supciooo9 pisze: 28 lut 2024, o 21:09 Zadanie 2.
Ile jest rozwiązań równania \(\displaystyle{ x_{1} + x_{2} + x_{3} + x_{4} = 5}\), gdy \(\displaystyle{ x_{1}, x_{2}, x_{3}, x_{4} }\) to liczby całkowite nieujemne oraz dodatkowo \(\displaystyle{ x_{2} \le 2}\) ?

mamy tutaj przypadek gdzie \(\displaystyle{ x_{2} \ge 0}\) i \(\displaystyle{ x_{2} \le 2 }\), pozostałe \(\displaystyle{ x_{i} \ge 0}\)
do tego zadania posiadam odpowiedź: \(\displaystyle{ {5+3-1 \choose 5} + {4+3-1 \choose 4} + {3+3-1 \choose 3}}\) lub \(\displaystyle{ {5+4-1 \choose 5} - {2+4-1 \choose 2}}\)
Ograniczenie dla \(\displaystyle{ x_2}\) można potraktować jako trzy przypadki:
1) \(\displaystyle{ x_2=0}\), co daje \(\displaystyle{ {5+3-1 \choose 3-1} }\) rozwiązań równania \(\displaystyle{ x_{1} + 0 + x_{3} + x_{4} = 5}\)
1) \(\displaystyle{ x_2=1}\), co daje \(\displaystyle{ {4+3-1 \choose 3-1} }\) rozwiązań równania \(\displaystyle{ x_{1} + 1 + x_{3} + x_{4} = 5}\)
1) \(\displaystyle{ x_2=2}\), co daje \(\displaystyle{ {3+3-1 \choose 3-1} }\) rozwiązań równania \(\displaystyle{ x_{1} + 2 + x_{3} + x_{4} = 5}\)
Jak je dodasz to dostaniesz pierwszą z odpowiedzi.
supciooo9 pisze: 28 lut 2024, o 21:09 Zadanie 3.
Ile jest rozwiązań równania \(\displaystyle{ x_{1} + x_{2} + x_{3} + x_{4} + x_{5} + x_{6} = 50}\), gdy:
c) \(\displaystyle{ x_{1} \ge 1}\), \(\displaystyle{ x_{2} \ge 2}\), \(\displaystyle{ x_{3} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{4} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{5} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{6} \ge 0 ;}\)
?
\(\displaystyle{ (x_{1}-1) + (x_{2}-2) + x_{3} + x_{4} + x_{5} + x_{6} = 50-1-2}\)
\(\displaystyle{ t_{1} + t_{2} + x_{3} + x_{4} + x_{5} + x_{6} = 47}\)
Szukana liczba rozwiązań pierwotnego równania jest równa liczbie rozwiązań \(\displaystyle{ t_{1} + t_{2} + x_{3} + x_{4} + x_{5} + x_{6} = 47}\) gdy \(\displaystyle{ t_{1} \ge 0}\), \(\displaystyle{ t_{2} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{3} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{4} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{5} \ge 0}\), \(\displaystyle{ x_{6} \ge 0 ;}\)

supciooo9 pisze: 28 lut 2024, o 21:09 Zadanie 4.
Wykorzystując litery alfabetu angielskiego (jest ich 26) - ile można utworzyć wyrazów 12-literowych (nie ma znaczenia czy słowo ma sens czy nie, litery mogą się powtarzać):
a) gdy litera s pojawia się w słowie trzykrotnie;
b) gdy litera t pojawia się na końcu lub na początku;
c) gdy na początku jest jedna litera a.

podpunkt a): dla litery "s" możemy wybrać miejsce na \(\displaystyle{ {12 \choose 3} }\) sposobów; następnie mnożymy przez \(\displaystyle{ 25^{9} }\)
podpunkt b): są dwie opcje dla "t" i zostaje 25 liter na 11 miejsc, więc \(\displaystyle{ 2\cdot 25^{11} }\)
podpunkt c): tutaj powinno wyjść... \(\displaystyle{ 11\cdot 26^{11} }\)
a) OK
b) Moim zdaniem litera t może być na obu końcach wyrazu. Ponadto nie jest powiedziane, iż tylko tam.
Moja odpowiedź: \(\displaystyle{ 1 \cdot 26^{10} \cdot 25+ 25 \cdot 26^{10} \cdot 1+1 \cdot 26^{10} \cdot 1}\)
c) czyli wyraz nie może zaczynać się od aa.....
\(\displaystyle{ 1 \cdot 25 \cdot 26^{10}}\)
supciooo9 pisze: 28 lut 2024, o 21:09 Zadanie 5.
Oblicz współczynnik wielomianu \(\displaystyle{ (a+b+c+d)^{17}}\) przy wyrazie \(\displaystyle{ a^{8}b^{6} c^{1} d^{2}.}\)

tutaj rozwiązaniem będzie: \(\displaystyle{ \frac{17!}{8!\cdot 6!\cdot 1!\cdot 2!}}\) Pytanie czy można to zrobić jakoś inaczej? Rozpisywanie tego ze wzoru Newtona raczej jest zbyt czasochłonne...
Po chłopsku:
\(\displaystyle{ (a^{8}b^{6}) (c^{1} d^{2}) .}\) wystąpi w składniku \(\displaystyle{ {17 \choose 14} (a+b)^{14}(c+d)^3}\) rozwinięcia \(\displaystyle{ ((a+b)+(c+d))^{17}}\)

\(\displaystyle{ a^{8}b^{6}}\) wystąpi w składniku \(\displaystyle{ {14 \choose 8} a^8b^6}\) rozwinięcia \(\displaystyle{ (a+b)^{14}}\), natomiast \(\displaystyle{ c^{1}d^{2} }\) wystąpi w składniku \(\displaystyle{ {3 \choose 1} c^1d^2}\) rozwinięcia \(\displaystyle{ (c+d)^{3}}\)

Składając to razem chodzi o \(\displaystyle{ {17 \choose 14} ({14 \choose 8} a^8b^6)({3 \choose 1} c^1d^2)}\)
ODPOWIEDZ