Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp, Công thức Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp? oán 10 chân trời tập 2 chương 8 bài 2

21:33:4425/11/2023

Lý thuyết Bài 2: Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp chương 8 SGK Toán 10 Chân trời sáng tạo Tập 2. Nội dung về khái niệm, Công thức Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp.

Định nghĩa Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp, Công thức Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp như thế nào? câu trả lời sẽ có ngay trong nội dung bài viết này.

1. Hoán vị: Định nghĩa, Công thức hoán vị

– Cho tập hợp A có n phần tử (n ≥ 1).

Mỗi cách sắp xếp n phần tử của A theo một thứ tự gọi là một hoán vị các phần tử đó (gọi tắt là hoán vị của A hay của n phần tử).

Kí hiệu P_n là số hoán vị của n phần tử.

– Số các hoán vị của n phần tử (n ≥ 1) bằng:

P_n = n(n – 1)(n – 2)….2. 1.

* Chú ý:

+ Ta đưa vào kí hiệu n! = n(n – 1)(n – 2)…. 2. 1 và đọc là n giai thừa hoặc giai thừa của n.

Khi đó P_n= n!.

+ Quy ước: 0! = 1.

* Ví dụ: Một nhóm bạn gồm sáu thành viên cùng đi xem phim, đã mua sáu vé có ghế ngồi cùng dãy và kế tiếp nhau (như Hình 3). Có bao nhiêu cách sắp xếp chỗ ngồi cho các thành viên của nhóm?

Vận dụng công thức tính hoán vị

* Lời giải:

Sắp xếp chỗ ngồi cho 6 thành viên vào 6 ghế là hoán vị của 6 thành viên. Do đó số cách sắp xếp chỗ ngồi cho các thành viên của nhóm là:

P₆ = 6! = 6.5.4.3.2.1 = 720 cách.

Vậy có tất cả 720 cách xếp chỗ ngồi cho các thành viên của nhóm.

2. Chỉnh hợp: Định nghĩa công thức tính chỉnh hợp

– Cho tập hợp A có n phần tử (n ≥ 1) và số nguyên k với 1 ≤ k ≤ n.

Mỗi cách lấy k phần tử của A và sắp xếp chúng theo một thứ tự gọi là một chỉnh hợp chập k của n phần tử đó.

Kí hiệu $\small A_{n}^{k}$ là số chỉnh hợp chập k của n phần tử.

– Số các chỉnh hợp chập k của n phần tử (1 ≤ k ≤ n) bằng:

$\small A_{n}^{k}$ = n(n – 1)(n – 2) ….(n – k + 1) $\small =\frac{n!}{(n-k)!}$

* Nhận xét: Mỗi hoán vị của n phần tử cũng chính là chỉnh hợp chập n của n phần tử đó.

Ta có $\small P_n=A_{n}^{n},\: \: n\geq 1$

* Ví dụ: Từ bảy chữ số 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7, lập các số có ba chữ số đôi một khác nhau.

a) Có thể lập được bao nhiêu số như vậy?

b) Trong các số đó có bao nhiêu số lẻ?

* Lời giải:

a) Cách 1: Gọi số có ba chữ số cần tìm là: $\small \overline{abc}$ , trong đó a, b, c được lấy từ các chữ số đã cho, a ≠ 0 và a, b, c đôi một khác nhau.

Khi đó:

a có 7 cách chọn từ các chữ số đã cho;

b có 6 cách chọn từ các chữ số đã cho;

c có 5 cách chọn từ các chữ số đã cho.

Theo quy tắc nhân ta có 7.6.5 = 210 cách.

Vậy có thể lập được 210 số thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Cách 2: Việc chọn ra 3 chữ số trong 7 chữ số và lập thành một số có ba chữ số là chỉnh hợp chập 3 của 7. Do đó số các số có ba chữ số đôi một khác nhau là:

$\small A_{7}^{3}=\frac{7!}{(7-3)!}=\frac{7!}{4!}=7.6.5=210$ số.

Vậy có thể lập được 210 số thỏa mãn yêu cầu bài toán.

b) Gọi số có ba chữ số cần tìm là: $\small \overline{xyz}$ , trong đó x, y, z được lấy từ các chữ số đã cho, x ≠ 0 và x, y, z đôi một khác nhau.

Vì $\small \overline{xyz}$ là số lẻ nên z có 4 cách chọn;

Vì y khác z nên y có 6 cách chọn;

Vì x khác z và y nên x có 5 cách chọn;

Theo quy tắc nhân ta có 4.6.5 = 120 cách.

Vậy có thể lập được 120 số thỏa mãn yêu cầu bài toán.

3. Tổ hợp: Định nghĩa, công thức tính tổ hợp

– Cho tập hợp A có n phần tử (n ≥ 1).

Mỗi tập con gồm k phần tử (1 ≤ k ≤ n) của A được gọi là một tổ hợp chập k của n phần tử.

Kí hiệu $\small C_{n}^{k}$ là số tổ hợp chập k của n phần tử (1 ≤ k ≤ n).

– Số các tổ hợp chập k của n phần tử (1 ≤ k ≤ n) bằng:

$\small C_{n}^{k}=\frac{n!}{k!(n-k)!}$

* Chú ý: Người ta quy ước $\small C_{n}^{0}=1$

* Nhận xét: $\small C_{n}^{k}=C_{n}^{n-k}$ (0 ≤ k ≤ n).

* Ví dụ: Nội dung thi đấu đôi nam nữ của giải bóng bàn cấp trường có 7 đội tham gia. Các đội thi đấu vòng tròn một lượt.

Vận dụng công thức tính tổ hợp

a) Nội dung này có tất cả bao nhiêu trận đấu?

b) Sau giải đấu, ba đội có thành tích tốt nhất sẽ được chọn đi thi đấu liên trường. Có bao nhiêu khả năng có thể xảy ra về ba đội được chọn đi thi đấu cấp liên trường?

* Lời giải:

a) Nội dung này có tất cả bao nhiêu trận đấu?

* Cách 1: Có tất cả 7 đội tham gia và các đội thi đấu vòng tròn một lượt nên một đội sẽ thi đấu với 6 đội còn lại.

Đội 1 sẽ có 6 trận với 6 đội còn lại;

Đội 2 ngoài trận với đội 1 sẽ có thêm 5 trận với 5 đội còn lại;

Đội 3 ngoài trận với đội 1,2 sẽ có thêm 4 trận với 4 đội còn lại;

Đội 4 ngoài trận với đội 1, 2 và 3 sẽ có thêm 3 trận với 3 đội còn lại;

Đội 5 ngoài trận với đội 1, 2, 3 và 4 sẽ có thêm 2 trận với 2 đội còn lại;

Đội 6 ngoài trận với 5 đội trên sẽ có 1 trận với 1 đội còn lại.

Đội 7 đã thi đấu với tất cả 6 đội trên

Theo quy tắc cộng có 6 + 5 + 4 + 3 + 2 + 1 = 21 trận.

Vậy nội dung này có tất cả 21 trận đấu.

* Cách 2: Các đội thi đấu vòng tròn từng đôi một nghĩa là số trận đấu giữa 7 đội tham gia là cách chọn ra 2 đội trong 7 đội. Do đó số trận đấu là tổ hợp chập 2 của 7:

$\small C_{7}^{2}=\frac{7!}{2!(7-2)!}=\frac{7!}{2!5!}=\frac{7.6}{2.1}=21$ (trận).

b) Việc chọn ra ba đội có thành tích tốt nhất đi thi đấu cấp liên trường là tổ hợp chập 3 của 7. Do đó số khả năng có thể xảy ra về ba đội được chọn thi đấu cấp liên trường là:

$\small C_{7}^{2}=\frac{7!}{3!(7-3)!}=\frac{7!}{3!4!}=\frac{7.6.5}{3.2.1}=35$ (cách)

Vậy có tất cả 35 khả năng có thể xảy ra về ba đội được chọn thi đấu cấp liên trường.

4. Tính số các hoán vị, chỉnh hợp, tổ hợp bằng máy tính cầm tay

Với một số máy tính cầm tay, ta có thể tính toán nhanh các số các hoán vị, chỉnh hợp và tổ hợp.

Với nội dung bài viết về: Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp, Công thức Hoán vị, Chỉnh hợp và Tổ hợp? oán 10 chân trời tập 2 chương 8 bài 2 chi tiết, dễ hiểu ở trên. Hay Học Hỏi hy vọng giúp các em nắm vững nội dung Lý thuyết Toán 10 tập 2 SGK Chân trời sáng tạo. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại nhận xét dưới bài viết để được ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.