Υπάρχουν 7 παιδιά σε μια τάξη. Με πόσους τρόπους μπορούν να ευθυγραμμιστούν για εσοχή;

Υπάρχουν 7 παιδιά σε μια τάξη. Με πόσους τρόπους μπορούν να ευθυγραμμιστούν για εσοχή;
Anonim

#7! = 7*6*5*4*3*2*1 = 5040. #

Το συγκεκριμένο πρόβλημα είναι α μετάθεση. Θυμηθείτε, η διαφορά μεταξύ των μεταλλαγών και των συνδυασμών είναι ότι, με τις μεταβολές, η σειρά έχει σημασία. Δεδομένου ότι η ερώτηση ρωτά πόσους τρόπους οι μαθητές μπορούν να ταξινομήσουν για εσοχή (δηλ. Πόσες διαφορετικές παραγγελίες), αυτή είναι μια μετάθεση.

Φανταστείτε τη στιγμή που συμπληρώσαμε μόνο δύο θέσεις, τη θέση 1 και τη θέση 2. Για να διαφοροποιήσουμε μεταξύ των μαθητών μας, επειδή η υπόθεση έχει σημασία, θα εκχωρήσουμε σε κάθε ένα γράμμα από το Α στο G. Τώρα, εάν γεμίζουμε αυτές τις θέσεις Κάθε φορά, έχουμε επτά επιλογές για να γεμίσουμε την πρώτη θέση: A, B, C, D, E, F και G. Ωστόσο, μόλις συμπληρωθεί αυτή η θέση, έχουμε μόνο έξι επιλογές για το δεύτερο, επειδή ένα από τα οι μαθητές έχουν ήδη τοποθετηθεί.

Για παράδειγμα, υποθέστε ότι το Α είναι στη θέση 1. Στη συνέχεια, οι πιθανές μας εντολές για τις δύο θέσεις μας είναι ΑΒ (δηλ. Α στη θέση 1 και Β στη θέση 2), AC, AD, AE, AF, AG. Ωστόσο … αυτό δεν περιλαμβάνει όλες τις πιθανές παραγγελίες εδώ, καθώς υπάρχουν 7 επιλογές για την πρώτη θέση. Έτσι, εάν η Β ήταν στη θέση 1, θα έχουμε ως πιθανότητες BA, BC, BD, BE, BF, και BG. Έτσι πολλαπλασιάζουμε μαζί τον αριθμό των επιλογών μας: #7*6 = 42#

Ανατρέχοντας στο αρχικό πρόβλημα, υπάρχουν 7 μαθητές που μπορούν να τοποθετηθούν στη θέση 1 (και πάλι, αν υποθέσουμε ότι γεμίζουμε τις θέσεις 1 έως 7 με τη σειρά). Μόλις γεμίσει η θέση 1, 6 μαθητές μπορούν να τοποθετηθούν στη θέση 2. Με τις θέσεις 1 και 2 γεμάτες, 5 μπορούν να τοποθετηθούν στη θέση 3, κ.λπ., μέχρι να τοποθετηθεί μόνο ένας φοιτητής στην τελευταία θέση. Έτσι, πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των επιλογών μαζί, έχουμε #7*6*5*4*3*2*1 = 5040#.

Για έναν γενικότερο τύπο για να βρείτε τον αριθμό των μεταβολών του # n # αντικείμενα που έχουν ληφθεί # r # σε μια στιγμή, χωρίς αντικατάσταση (δηλαδή, ο φοιτητής στη θέση 1 δεν επιστρέφει στην περιοχή αναμονής και γίνεται μια επιλογή για τη θέση 2), έχουμε την τάση να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο:

Αριθμός μετατροπών = # "n!" / "(n-r)!" #.

με # n # τον αριθμό των αντικειμένων, # r # - τον αριθμό θέσεων που πρέπει να πληρωθούν, και - #!# το σύμβολο για το factorial, μια πράξη που ενεργεί σε έναν μη αρνητικό ακέραιο αριθμό #ένα# έτσι ώστε #ένα!# = #atimes (a-1) φορές (α-2) φορές (α-3) φορές … φορές (1) #

Έτσι, χρησιμοποιώντας τον τύπο μας με το αρχικό πρόβλημα, όπου έχουμε 7 μαθητές που παίρνουν 7 κάθε φορά (π.χ., θέλουμε να γεμίσουμε 7 θέσεις), έχουμε

#'7!'/'(7-7)!' = (7*6*5*4*3*2*1)/(0!) = (7*6*5*4*3*2*1)/1 = 7!#

Μπορεί να φαίνεται αντίθετο-διαισθητικό αυτό #0! = 1#. Ωστόσο, αυτό ισχύει πράγματι.