Bài 5 trang 32 SGK Toán 10 Tập 2 Chân trời sáng tạo là bài toán tổ hợp về việc chia nhóm (phân công) các phần tử thành các nhóm có kích thước xác định, sử dụng kết hợp Tổ hợp (Cnk) và Quy tắc nhân.
Một nhóm gồm 7 bạn đến trung tâm chăm sóc người cao tuổi làm từ thiện. Theo chỉ dẫn của trung tâm, 3 bạn hỗ trợ đi lại, 2 bạn hỗ trợ tắm rửa và 2 bạn hỗ trợ ăn uống. Có bao nhiêu cách phân công các bạn trong nhóm làm công việc trên?
Việc phân công công việc là một quá trình chia nhóm không thứ tự (chọn nhóm đi lại, nhóm tắm rửa, nhóm ăn uống) qua ba giai đoạn liên tiếp. Ta áp dụng Quy tắc nhân cho ba giai đoạn:
Giai đoạn 1 (Đi lại): Chọn $3$ bạn từ $7$ bạn ($C_7^3$).
Giai đoạn 2 (Tắm rửa): Chọn $2$ bạn từ $7 - 3 = 4$ bạn còn lại ($C_4^2$).
Giai đoạn 3 (Ăn uống): Chọn $2$ bạn từ $4 - 2 = 2$ bạn còn lại ($C_2^2$).
Tổng số cách phân công là tích số cách chọn ở mỗi giai đoạn.
Công việc phân công các bạn trong nhóm làm công việc trên được chia làm ba giai đoạn:
- Giai đoạn thứ nhất: Chọn ra 3 bạn hỗ trợ đi lại từ 7 bạn là tổ hợp chập 3 của 7, do đó có:
$C_{7}^{3}=\frac{7!}{(7-3)!.3!}$ $=\frac{7!}{4!3!}=\frac{7.6.5}{3.2.1}=35$ (cách).
- Giai đoạn thứ hai: Ứng với 3 bạn hỗ trợ đi lại, chọn 2 bạn trong 4 bạn còn lại hỗ trợ tắm rửa là tổ hợp chập 2 của 4, do đó có:
$C_{4}^{2}=\frac{4!}{(4-2)!.2!}$ $=\frac{4!}{2!2!}=\frac{4.3}{2.1}=6$(cách).
- Giai đoạn thứ ba: Ứng với 3 bạn hỗ trợ đi lại, 2 bạn hỗ trợ tắm rửa, chọn 2 bạn còn lại hỗ trợ ăn uống có 1 cách.
Theo quy tắc nhân, ta có: (cách).
Vậy có tất cả 210 cách phân công các bạn trong nhóm làm công việc trên.
Tổng kết: Bài 5 trang 32 SGK Toán 10 Tập 2 Chân trời sáng tạo đã củng cố việc sử dụng Tổ hợp cho các bài toán phân nhóm.
Số cách phân công được tính bằng tích số cách chọn nhóm ở mỗi giai đoạn: $\mathbf{C_7^3 \cdot C_4^2 \cdot C_2^2}$.
Tổng số cách phân công là $\mathbf{35 \cdot 6 \cdot 1 = 210}$ cách.
Kỹ năng phân chia bài toán thành các giai đoạn Tổ hợp liên tiếp là chìa khóa để giải quyết bài toán chia nhóm. Hãy thường xuyên ghé thăm hayhochoi.vn để cập nhật thêm nhiều bài giải và kiến thức toán học bổ ích khác nhé!
• Xem thêm: