Главная » Статьи » Лекции

ВВЕДЕНИЕ. ЭЛЕМЕНТЫ КОМБИНАТОРИКИ

1 вопрос. Предмет теории вероятностей и математической статистики.

2 вопрос. Понятия комбинаторики и факториала.

3 вопрос. Перестановки.

Домашнее задание

 

1 вопрос. Предмет теории вероятностей и математической статистики.

Задача любой науки, в том числе экономической, состоит в выявлении и исследовании закономерностей, которым подчи­няются реальные процессы. Найденные закономерности, отно­сящиеся к экономике, имеют не только теоретическую цен­ность, они широко применяются на практике — в планирова­нии, управлении и прогнозировании.

Теория вероятностей математическая наука, изучающая зако­номерности случайных явлений.

Под случайными явлениями пони­маются явления с неопределенным исходом, происходящие при неоднократном воспроизведении определенного комплекса условий.

Математическая статистика раздел математики, изу­чающий математические методы сбора, систематизации, обра­ботки и интерпретации результатов наблюдений с целью выявле­ния статистических закономерностей.

Математическая статисти­ка опирается на теорию вероятностей.

Если теория вероятно­стей изучает закономерности случайных явлений на основе аб­страктного описания действительности (теоретической вероят­ностной модели), то математическая статистика оперирует не­посредственно результатами наблюдений над случайным явле­нием, представляющими выборку из некоторой конечной или гипотетической бесконечной генеральной совокупности. Ис­пользуя результаты, полученные теорией вероятностей, матема­тическая статистика позволяет не только оценить значения ис­комых характеристик, но и выявить степень точности получае­мых при обработке данных выводов.

Если говорить кратко, теория вероятностей позволяет находить вероятности «сложных» событий через вероятности «простых» со­бытий (связанных с ними каким-либо образом), а математиче­ская статистика по наблюденным значениям (выборке) оценива­ет вероятности этих событий либо осуществляет проверку пред­положений (гипотез) относительно этих вероятностей.

Изучение вероятностных моделей дает возможность понять различные свойства случайных явлений на абстрактном и обоб­щенном уровне, не прибегая к эксперименту. В математической статистике, наоборот, исследование связано с конкретными дан­ными и идет от практики (наблюдения) к гипотезе и ее проверке.

 

2 вопрос. Понятия комбинаторики и факториала.

Для успешного решения задач с использованием классического определения вероятности необходимо знать основные правила и формулы комбинаторики – раздела математики, изучающего в частности, методы решения комбинаторных задач – задач на подсчет числа различных комбинаций.

В разделе математики, который называется комбинаторикой, решаются некоторые задачи, связанные с рассмотрением мно­жеств и составлением различных комбинаций из элементов этих множеств. Например, если взять 10 различных цифр 0, 1, 2, 3, ..., 9 и составлять из них комбинации, то будем получать раз­личные числа, например, 345, 534, 1036, 5671, 45 и т. п.

Мы видим, что некоторые из таких комбинаций отличаются только порядком цифр (например, 345 и 534), другие — входя­щими в них цифрами (например, 1036 и 5671), третьи разли­чаются и числом цифр (например, 345 и 45).

Таким образом, полученные комбинации удовлетворяют раз­личным условиям. В зависимости от правил составления можно выделить три типа комбинаций: перестановки, размещения, со­четания.

Предварительно позна­комимся с понятием факториала.

Произведение всех натуральных чисел от 1 до п включительно называют п-факториалом и пишут

n!=1·2·3·...(n-1)·n

Заметим, что удобно рассматривать 0!, полагая, по определению, 0!=1.

 

1. Вычислить: а) 3!; б) 7!-5!; в) (7!+5!)/6!.

Решение.

а) 3! = 1·2·3 = 6

б) Так как 7! = 1·2·3·4·5·6·7 и 5! = 1·2·3·4·5, то можно вынести за скобки 5!. Тогда получим

7!-5! = 5!·(6·7-1) = 5!·41 = 1·2·3·4·5·41 = 4920.

в) 

2. Упростить  .

Решение.

Учитывая, что  (n+1)! = 1·2·3·...·n·(n+1) = n!·(n+1), а n! = 1·2·3·...(n-1n, сократим дробь:

 

3 вопрос. Перестановки.

Пусть даны три буквы А, В, С. Составим все возможные комбинации из этих букв:

ABC; АСВ; ВСА; CAB; СВА; ВАС

(всего 6 комбинаций). Мы видим, что они отличаются друг от друга только порядком расположения букв.

Комбинации из п элементов, которые отличаются друг от дру­га только порядком элементов, называются перестановками.

Перестановки обозначаются символом Рn, где п — число эле­ментов, входящих в каждую перестановку.

Число перестановок можно вычислить по формуле

Pn = n·(- 1)·(n - 2)...·3·2·1                      (1.1)

или с помощью, факториала:

Pn = n!                                                      (1.2)

Так, число перестановок из трех элементов согласно формуле (2) составляет

P3 = 3! = 3·2·1 = 6,

что совпадает с результатом рассмотренного выше примера.

Действительно, на первое место в комбинации (перестановке) можно поставить три буквы. На второе место уже можно поста­вить только две буквы из трех (одна заняла первое место), а на третьем окажется только одна из  оставшихся.  Значит, 3·2·1 = 6 = P3.

 

3. Сколько различных пятизначных чисел можно составить из цифр 1, 2, 3, 4, 5 при условии, что ни одна цифра в числе не повторяется?

P5 = 5! = 1·2·3·4·5 = 120.

4. В соревнованиях участвовало четыре команды. Сколько вариантов распределения мест между ними возможно?

P4 = 4! = 1·2·3·4·5 = 24.

 

5. Вычислить

Решение.

Учитывая, что P6 = 6!, а P5 = 5!, сократим дробь:

 

Домашнее задание:

Категория: Лекции | Просмотров: 1035
Теги: факториал, математическая статистика, комбинаторика, Перестановки, Теория вероятностей
Всего комментариев: 0
avatar