pregatire-matematica.ro
01Mulțimi finite ordonate. Numărul funcțiilor f:A→B02Permutări: definiție, numărul permutărilor, funcții bijective03Aranjamente: submulțimi ordonate cu k elemente, funcții injective04Combinări. Formula combinărilor complementare. Numărul tuturor submulțimilor05Binomul lui Newton

Metode de Numărare

01

Mulțimi finite ordonate. Numărul funcțiilor f:A→B

Mulțimi finite ordonate

O mulțime finită ordonată ține cont de ordinea elementelor.

Numărul funcțiilor

Dacă A=m|A|=m și B=n|B|=n, atunci numărul funcțiilor f:ABf:A\to B este:

nmn^m

Fiecare element din AA are nn variante de imagine în BB.

Exemplu

Dacă AA are 33 elemente și BB are 55 elemente, există:

53=1255^3=125

funcții de la AA la BB.

02

Permutări: definiție, numărul permutărilor, funcții bijective

Permutări

O permutare a unei mulțimi cu nn elemente este o aranjare a tuturor elementelor.

Numărul permutărilor este:

Pn=n!P_n=n!

unde:

n!=123nn!=1\cdot2\cdot3\cdots n

și 0!=10!=1.

Legătura cu funcțiile bijective

Permutările unei mulțimi finite sunt funcțiile bijective de la mulțime la ea însăși.

Exemplu

Pentru 44 elemente:

P4=4!=24P_4=4!=24
03

Aranjamente: submulțimi ordonate cu k elemente, funcții injective

Aranjamente

Aranjamentele de nn elemente luate câte kk sunt grupări ordonate de kk elemente distincte alese din nn.

Formula este:

Ank=n!(nk)!A_n^k=\frac{n!}{(n-k)!}

unde 0kn0\le k\le n.

Interpretare

Ordinea contează.

Exemplu

Din 55 elevi alegem un președinte și un vicepreședinte:

A52=5!3!=20A_5^2=\frac{5!}{3!}=20
04

Combinări. Formula combinărilor complementare. Numărul tuturor submulțimilor

Combinări

Combinările de nn elemente luate câte kk sunt grupări neordonate de kk elemente distincte.

Formula:

Cnk=n!k!(nk)!C_n^k=\frac{n!}{k!(n-k)!}

Complementare

Cnk=CnnkC_n^k=C_n^{n-k}

Numărul submulțimilor

O mulțime cu nn elemente are:

2n2^n

submulțimi.

Exemplu

C62=6!2!4!=15C_6^2=\frac{6!}{2!4!}=15
05

Binomul lui Newton

Binomul lui Newton

Pentru orice nNn\in\mathbb{N}:

(a+b)n=k=0nCnkankbk(a+b)^n=\sum_{k=0}^{n}C_n^k a^{n-k}b^k

Adică:

(a+b)n=an+Cn1an1b+Cn2an2b2++bn(a+b)^n=a^n+C_n^1a^{n-1}b+C_n^2a^{n-2}b^2+\cdots+b^n

Termen general

Termenul de rang k+1k+1 este:

Tk+1=CnkankbkT_{k+1}=C_n^k a^{n-k}b^k

Exemplu

(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3(a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3