Zliczanie w prostych sytuacjach

Zanim poznasz reguły, naucz się liczyć porządnie. Małe zbiory zliczasz, wypisując wszystkie możliwości według ustalonego porządku, tak żeby żadnej nie pominąć i żadnej nie policzyć dwa razy. Do par pomaga tabela, a do liczb z pewnego zakresu jeden prosty rachunek.

Dział XI: Kombinatoryka. Matura podstawowa i rozszerzona. Około 40 minut, 3 przykłady i 9 zadań z rozwiązaniami. Aktualizacja: .

Po tym poradniku:

  • wypisujesz wszystkie możliwości w ustalonym porządku, bez pomijania i bez powtórzeń
  • rozpoznajesz, czy kolejność ma znaczenie: czy (1,6)(1, 6) i (6,1)(6, 1) to dwa wyniki, czy jeden
  • zliczasz pary w tabeli, np. wyniki rzutu dwiema kostkami
  • liczysz, ile liczb całkowitych leży w danym zakresie i ile z nich dzieli się przez daną liczbę

Wypisywanie po kolei

Gdy możliwości jest kilka albo kilkanaście, najpewniej jest je wypisać. Ale nie „jak leci”, tylko według porządku, który sam pilnuje, żeby niczego nie zgubić:

  • ustal pierwszy element (np. cyfrę dziesiątek) od najmniejszego;
  • do każdego dopisz wszystkie pasujące drugie elementy, też od najmniejszego;
  • przejdź do następnego pierwszego elementu.

Tak ułożona lista wygląda jak słownik. Łatwo sprawdzić, czy jest pełna, i łatwo ją policzyć.

Przykład Liczby dwucyfrowe o sumie cyfr 5

Ile jest liczb dwucyfrowych, których suma cyfr jest równa 55?

  1. Cyfra dziesiątek nie może być zerem, więc zaczynamy od 11. Cyfra jedności musi dopełnić sumę do 55.

  2. Dziesiątki 11: jedności 44, liczba 1414. Dziesiątki 22: 2323. Dziesiątki 33: 3232. Dziesiątki 44: 4141. Dziesiątki 55: 5050.

  3. Dziesiątki 66 i więcej się nie da, bo jedności musiałyby być ujemne.

  4. Lista: 14,23,32,41,5014, 23, 32, 41, 50. Takich liczb jest 55.

  5. Uwaga na 0505: to nie jest liczba dwucyfrowa, tylko 55. Za to 5050 jest i łatwo ją przeoczyć.

Zadanie 1

1 pkt

Liczb dwucyfrowych, których suma cyfr jest równa 77, jest:

  • A.
    77
  • B.
    88
  • C.
    66
  • D.
    44
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 1
Odpowiedź:
A. 77

Rozwiązanie

  1. Dziesiątki od 11 do 77, a jedności to 77 minus dziesiątki.

  2. 16,25,34,43,52,61,7016, 25, 34, 43, 52, 61, 70, czyli 77 liczb.

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    Do listy dopisane jest 0707, a to nie jest liczba dwucyfrowa. Cyfra dziesiątek nie może być zerem.
  • C
    Pominięta jest liczba 7070. Cyfra jedności może być zerem, więc dziesiątki idą aż do 77.
  • D
    To liczba par cyfr bez względu na kolejność ({1,6}\{1, 6\}, {2,5}\{2, 5\}, {3,4}\{3, 4\}, {0,7}\{0, 7\}), np. 1616 i 6161 policzone jako jedno. To dwie różne liczby.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 1

Zadanie 2

1 pkt

Liczb dwucyfrowych, w których cyfra dziesiątek jest większa od cyfry jedności, jest:

  • A.
    4545
  • B.
    3636
  • C.
    5454
  • D.
    9090
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 2
Odpowiedź:
A. 4545

Rozwiązanie

  1. Ustal cyfrę dziesiątek dd. Cyfra jedności może być od 00 do d−1d - 1: to dd możliwości.

  2. Dziesiątki 11: 1010. Dziesiątki 22: 20,2120, 21. Dziesiątki 33: 30,31,3230, 31, 32. I tak dalej, aż do dziesiątek 99: 90,91,…,9890, 91, \ldots, 98.

  3. 1+2+3+…+9=451 + 2 + 3 + \ldots + 9 = 45.

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    Pominięte są liczby z zerem na końcu: 10,20,…,9010, 20, \ldots, 90. Zero jest mniejsze od każdej cyfry dziesiątek, więc te liczby się liczą.
  • C
    Doliczone są liczby o równych cyfrach: 11,22,…,9911, 22, \ldots, 99. W nich cyfra dziesiątek nie jest większa, tylko równa.
  • D
    To wszystkie liczby dwucyfrowe, od 1010 do 9999. Warunek odrzuca te, w których dziesiątki nie są większe od jedności.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 2

Czy kolejność ma znaczenie?

Zanim zaczniesz liczyć, zadaj sobie jedno pytanie: czy zamiana kolejności daje coś nowego?

  • Liczby 1212 i 2121 to dwie różne liczby. Tu kolejność się liczy.
  • Uścisk dłoni Ani z Bartkiem to ten sam uścisk co Bartka z Anią. Tu kolejność się nie liczy.

Z cyfr 1,2,31, 2, 3 bez powtarzania cyfr zrobisz liczby dwucyfrowe 12,13,21,23,31,3212, 13, 21, 23, 31, 32, czyli 66 liczb. Ale z trzech osób A, B, C zrobisz tylko 33 pary: AB, AC, BC.

Przykład Liczby z cyfr 0, 2 i 5

Ile różnych liczb trzycyfrowych można zapisać, używając każdej z cyfr 00, 22 i 55 dokładnie raz?

  1. Tu kolejność ma znaczenie: 205205 i 250250 to różne liczby. Wypisujemy wszystkie ustawienia, zaczynając od cyfry setek.

  2. Setki 22: zostają 00 i 55, więc 205205 i 250250. Setki 55: 502502 i 520520.

    Komentarz:
    Do każdej cyfry setek dopisujemy dwie pozostałe cyfry w obu kolejnościach.
  3. Setki 00: odpadają, bo 025025 i 052052 to liczby dwucyfrowe.

    Typowy błąd

    Źle:

    Setki 00: 025\pen{025} i 052\pen{052}. Razem 66 liczb.

    Co poszło nie tak:
    Z zerem na początku wychodzą liczby 2525 i 5252, a nie trzycyfrowe. Ustawień cyfr jest 66, ale liczb trzycyfrowych tylko 44.
  4. Lista: 205,250,502,520205, 250, 502, 520. Takich liczb jest 44.

Przykład Uściski dłoni

Na spotkanie przyszło 55 osób. Każda przywitała się uściskiem dłoni z każdą inną dokładnie raz. Ile było uścisków?

  1. Nazwij osoby A, B, C, D, E. Kolejność w parze się nie liczy, więc wypisujesz pary „w górę alfabetu”: druga osoba ma zawsze późniejszą literę.

  2. A: AB, AC, AD, AE, czyli 44 uściski.

  3. B: BC, BD, BE, czyli 33 (uścisk z A już jest na liście).

  4. C: CD, CE, czyli 22. D: DE, czyli 11. E: nic nowego.

  5. Razem 4+3+2+1=104 + 3 + 2 + 1 = 10 uścisków.

  6. Kontrola: każda z 55 osób ściska 44 dłonie, 5⋅4=205 \cdot 4 = 20, ale każdy uścisk policzony jest wtedy dwa razy (raz dla każdej z dwóch osób). 20:2=1020 : 2 = 10. Zgadza się.

Zadanie 3

1 pkt

W turnieju szachowym gra 66 zawodników. Każdy gra z każdym dokładnie jedną partię. Ile partii zostanie rozegranych?

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 3
Odpowiedź:
liczba partii:: 1515

Rozwiązanie

  1. Zawodnicy 1,2,…,61, 2, \ldots, 6. Pierwszy gra z 55 rywalami, drugi z 44 nowymi, trzeci z 33, czwarty z 22, piąty z 11.

  2. 5+4+3+2+1=155 + 4 + 3 + 2 + 1 = 15.

  3. Kto odpowie 6⋅5=306 \cdot 5 = 30, liczy każdą partię dwa razy: raz jako „A z B” i raz jako „B z A”.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 3

Zadanie 4

2 pkt

W samorządzie klasowym jest 55 osób. Na ile sposobów można z nich wybrać:

  • a) przewodniczącego i jego zastępcę;
  • b) dwuosobową delegację na spotkanie z dyrekcją?
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 4

Odpowiedź:

  • a) przewodniczący i zastępca:: 2020
  • b) delegacja:: 1010

Rozwiązanie

  1. b) Delegacja to para bez kolejności: AB, AC, AD, AE, BC, BD, BE, CD, CE, DE, czyli 1010.

  2. a) W każdej z tych 1010 par jedna osoba może być przewodniczącym, a druga zastępcą, albo odwrotnie: 10⋅2=2010 \cdot 2 = 20.

  3. Kontrola: przewodniczącego wybierasz z 55 osób, a zastępcę z 44 pozostałych, 5⋅4=205 \cdot 4 = 20.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 4

Wolisz sprawdzać od razu? W kursie te same zadania oceniają się same, a przy błędnej odpowiedzi widzisz, co poszło nie tak. Przećwicz ten rozdział w kursie, za darmo

Pary w tabeli

Gdy wynik to para (pierwsza kostka i druga kostka, pierwsza cyfra i druga cyfra), zamiast listy narysuj tabelę. Wiersze to pierwszy element, kolumny drugi. Każde pole to jedna para, a pól jest tyle, ile wierszy razy kolumn.

Dwie kostki dają tabelę 6×66 \times 6, czyli 3636 wyników. Wynik (1,6)(1, 6) (jedynka na pierwszej, szóstka na drugiej) i (6,1)(6, 1) to dwa różne pola. Zaznacz na widżecie jakieś zdarzenie i policz zaznaczone pola. Widżet podaje, ile pól jest zaznaczonych (|A|) i ile jest wszystkich (|Ω| = 36).

Zadanie 5

1 pkt

Rzucamy dwa razy sześcienną kostką do gry. Wyników, w których iloczyn liczb oczek jest równy 66, jest:

  • A.
    44
  • B.
    22
  • C.
    33
  • D.
    66
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 5
Odpowiedź:
A. 44

Rozwiązanie

  1. Iloczyn 66 dają rozkłady 1⋅61 \cdot 6 i 2⋅32 \cdot 3 (liczby oczek są od 11 do 66).

  2. Każdy rozkład daje dwa pola tabeli: (1,6),(6,1),(2,3),(3,2)(1, 6), (6, 1), (2, 3), (3, 2). Razem 44.

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    Policzone są tylko pary {1,6}\{1, 6\} i {2,3}\{2, 3\}, bez kolejności. Ale (1,6)(1, 6) i (6,1)(6, 1) to dwa różne wyniki: dwa pola tabeli.
  • C
    Pominięte jest jedno z pól, najpewniej (6,1)(6, 1) albo (3,2)(3, 2). Przejdź tabelę wiersz po wierszu.
  • D
    To liczba wyników z sumą 77, a pytanie jest o iloczyn.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 5

Zadanie 6

2 pkt

Rzucamy dwa razy sześcienną kostką do gry. Oceń prawdziwość zdań.

Oceń każde zdanie: prawda (P) czy fałsz (F)?

  1. Wyników, w których suma oczek jest równa 88, jest 55.
  2. Wyników, w których na obu kostkach jest to samo, jest 66.
  3. Wszystkich wyników jest 1212.
  4. Wyników, w których suma oczek jest równa 22, jest 22.
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 6

Odpowiedź:

  • Wyników, w których suma oczek jest równa 88, jest 55.: P (prawda)
  • Wyników, w których na obu kostkach jest to samo, jest 66.: P (prawda)
  • Wszystkich wyników jest 1212.: F (fałsz)
  • Wyników, w których suma oczek jest równa 22, jest 22.: F (fałsz)

Rozwiązanie

  1. Tabela 6×66 \times 6 ma 3636 pól.

  2. Suma 88: 55 pól. Te same liczby: 66 pól na przekątnej. Suma 22: jedno pole (1,1)(1, 1).

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 6

Zadanie 7

1 pkt

Rzucamy dwa razy sześcienną kostką do gry. Ile jest wyników, w których w drugim rzucie wypadło więcej oczek niż w pierwszym?

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 7
Odpowiedź:
liczba wyników:: 1515

Rozwiązanie

  1. Pierwszy rzut 11: 55 wyników, 22: 44, 33: 33, 44: 22, 55: 11, 66: żadnego.

  2. 5+4+3+2+1=155 + 4 + 3 + 2 + 1 = 15.

  3. Kontrola: z 3636 pól 66 leży na przekątnej, a pozostałe 3030 dzielą się po równo na „więcej w drugim” i „więcej w pierwszym”: 30:2=1530 : 2 = 15.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 7

Ile liczb w zakresie

Tu wypisywanie byłoby za długie, ale wystarczy jeden rachunek. Liczb całkowitych od aa do bb (z oboma końcami) jest

b−a+1.b - a + 1.

Plus jeden, bo samo odejmowanie gubi jeden koniec: od 11 do 1010 jest 1010 liczb, a 10−1=910 - 1 = 9. Tak samo liczb dwucyfrowych, od 1010 do 9999, jest 99−10+1=9099 - 10 + 1 = 90.

Gdy liczysz tylko liczby podzielne przez kk, znajdź pierwszą i ostatnią taką liczbę w zakresie. Kolejne różnią się o kk, więc jest ich

ostatnia−pierwszak+1.\frac{\text{ostatnia} - \text{pierwsza}}{k} + 1.

Przykład: liczby trzycyfrowe podzielne przez 77. Pierwsza to 105=7⋅15105 = 7 \cdot 15, ostatnia 994=7⋅142994 = 7 \cdot 142. Jest ich 994−1057+1=127+1=128\frac{994 - 105}{7} + 1 = 127 + 1 = 128. Albo krócej: tyle, ile liczb od 1515 do 142142, czyli 142−15+1=128142 - 15 + 1 = 128.

Zadanie 8

1 pkt

Ile jest liczb całkowitych od 2525 do 140140 (włącznie), które są podzielne przez 44?

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 8
Odpowiedź:
liczba:: 2929

Rozwiązanie

  1. Pierwsza: 28=4⋅728 = 4 \cdot 7. Ostatnia: 140=4⋅35140 = 4 \cdot 35.

  2. Liczb od 77 do 3535 jest 35−7+1=2935 - 7 + 1 = 29.

  3. Kto zapomni o +1+1, dostanie 2828 i zgubi jeden z końców.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 8

Zadanie 9

2 pkt

Rzucamy dwa razy sześcienną kostką do gry. Liczba oczek z pierwszego rzutu to cyfra dziesiątek, a z drugiego cyfra jedności liczby dwucyfrowej. Ile spośród wszystkich liczb, które można tak otrzymać, jest podzielnych przez 66?

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 9
Odpowiedź:
liczba:: 66

Rozwiązanie

  1. Możliwe liczby leżą od 1111 do 6666. Wielokrotności 66 w tym zakresie: 12,18,24,30,36,42,48,54,60,6612, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, czyli 66−126+1=10\frac{66 - 12}{6} + 1 = 10.

  2. Odrzucamy te, których cyfra nie może wypaść na kostce: 1818, 3030, 4848, 6060.

  3. Zostają 12,24,36,42,54,6612, 24, 36, 42, 54, 66, czyli 66 liczb.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 9

Ściąga: najważniejsze wzory

Przepisz ją do zeszytu. Przepisywanie też uczy.

14, 23, 32, 41, 5014,\ 23,\ 32,\ 41,\ 50
wypisuj w porządku słownikowym: pierwszy element od najmniejszego, do niego wszystkie drugie
(1,6)≠(6,1)(1, 6) \ne (6, 1)
najpierw ustal, czy kolejność ma znaczenie (liczby, kostki: tak; uściski, mecze: nie)
6⋅6=366 \cdot 6 = 36
pary: tabela, pól jest tyle, ile wierszy razy kolumn
b−a+1b - a + 1
tyle liczb całkowitych jest od a do b włącznie
ostatnia−pierwszak+1\frac{\text{ostatnia} - \text{pierwsza}}{k} + 1
tyle wielokrotności k jest w zakresie

Inne poradniki

Wszystkie poradniki