19.2 Wariacje
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (2 pkt)
Z pewnej miejscowości prowadzi sześć szlaków na szczyt górski. Na ile sposobów turyści mogą wybrać:
a) trasę wycieczki na górę i z powrotem
b) trasę wycieczki na górę i z powrotem, jeśli powrót odbędzie się innym szlakiem niż wejście na górę?
a) Turyści mogą wybrać trasę wycieczki na górę i z powrotem na $36$ sposobów.
b) Turyści mogą wybrać trasę wycieczki na górę i z powrotem innym szlakiem na $30$ sposobów.
a) Obliczenie liczby sposobów wyboru trasy na górę i z powrotem:\[ 6 \cdot 6 = 36 \]
b) Obliczenie liczby sposobów wyboru trasy na górę i z powrotem innym szlakiem:\[ 6 \cdot 5 = 30 \]
Zadanie 2 (3 pkt)
Budynek ma parter i 8 pięter. Na parterze tego wieżowca do windy wsiadły 3 osoby. Na ile sposobów osoby te mogą wysiąść z windy:
a) każda osoba na dowolnym piętrze
b) każda osoba na innym piętrze
c) wszystkie osoby na tym samym piętrze? Nie uwzględniamy kolejności wyjścia.
a) Osoby mogą wysiąść na dowolnym piętrze na $512$ sposobów.
b) Osoby mogą wysiąść na różnych piętrach na $336$ sposobów.
c) Osoby mogą wysiąść na tym samym piętrze na $8$ sposobów.
Na początku ustalamy liczbę pięter, na których pasażerowie mogą wysiąść. Budynek ma parter, na którym ludzie wsiadają, oraz 8 pięter powyżej parteru. Zatem dostępnych pięter do wysiadania jest 8. Mamy 3 osoby.
a) Obliczenie sposobów wyjścia na dowolne piętro:
Pierwsza osoba ma 8 możliwości wyboru piętra.
Druga osoba ma 8 możliwości wyboru piętra.
Trzecia osoba ma 8 możliwości wyboru piętra.\[ 8 \cdot 8 \cdot 8 = 8^3 = 512 \]b) Obliczenie sposobów wyjścia na innym piętrze:
Pierwsza osoba ma 8 możliwości wyboru piętra.
Druga osoba musi wysiąść na innym piętrze niż pierwsza, więc ma 7 możliwości.
Trzecia osoba musi wysiąść na innym piętrze niż pierwsza i druga, więc ma 6 możliwości.\[ 8 \cdot 7 \cdot 6 = 336 \]c) Obliczenie sposobów wyjścia na tym samym piętrze:
Najpierw wybieramy jedno piętro spośród 8 dostępnych, na którym wszyscy wysiądą (8 możliwości).
Gdy piętro zostało wybrane, każda z 3 osób ma tylko 1 możliwość wyboru (to wybrane piętro).\[ 8 \cdot 1 \cdot 1 = 8 \]
Zadanie 3 (2 pkt)
Pięciu pasażerów wsiada do pociągu, wybierając losowo jeden z siedmiu wagonów. Na ile sposobów mogą oni zająć miejsca w wagonach pociągu, jeśli:
a) każdy pasażer może wybrać dowolny wagon?
b) każdy z pasażerów wybrał inny wagon?
a) Liczba sposobów, na które każdy pasażer może wybrać dowolny wagon, wynosi $16807$.
b) Liczba sposobów, na które każdy z pasażerów może wybrać inny wagon, wynosi $2520$.
a) Obliczenie liczby sposobów, gdy każdy pasażer może wybrać dowolny wagon:
Pierwszy pasażer ma $7$ możliwości wyboru wagonu. Drugi pasażer ma również $7$ możliwości, i tak dalej, aż do piątego pasażera.\[7 \cdot 7 \cdot 7 \cdot 7 \cdot 7 = 7^5\]\[7^5 = 16807\]b) Obliczenie liczby sposobów, gdy każdy z pasażerów wybiera inny wagon:
Pierwszy pasażer ma $7$ możliwości wyboru wagonu.
Drugi pasażer musi wybrać inny wagon niż pierwszy, więc ma $6$ możliwości.
Trzeci pasażer musi wybrać inny wagon niż dwaj poprzedni, więc ma $5$ możliwości.
Czwarty pasażer ma $4$ możliwości.
Piąty pasażer ma $3$ możliwości.\[7 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3\]\[7 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 = 2520\]
Zadanie 4 (2 pkt)
Przedsiębiorca produkuje chorągiewki składające się z czterech pionowych pasów, kolejno od najszerszego do najwęższego pasa. Ma do dyspozycji 6 kolorów. Ile rodzajów takich chorągiewek może wyprodukować, jeśli:
a) każdy pas jest w innym kolorze
b) kolory pasów są dowolne?
a) Liczba rodzajów chorągiewek, w których każdy pas jest w innym kolorze, wynosi $360$.
b) Liczba rodzajów chorągiewek, w których kolory pasów są dowolne, wynosi $1296$.
a) Obliczenie liczby chorągiewek, gdy każdy pas jest w innym kolorze:
Mamy 6 dostępnych kolorów i 4 pasy. Dla pierwszego pasa mamy 6 możliwości wyboru koloru. Ponieważ kolory nie mogą się powtarzać, dla kolejnych pasów liczba dostępnych kolorów maleje.\[6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3\]\[360\]b) Obliczenie liczby chorągiewek, gdy kolory pasów są dowolne:
Mamy 6 dostępnych kolorów i 4 pasy. Ponieważ kolory mogą się powtarzać, dla każdego pasa mamy 6 możliwości wyboru koloru.\[6 \cdot 6 \cdot 6 \cdot 6\]\[6^4\]\[1296\]
Zadanie 5 (3 pkt)
Trzy kule: białą, czerwoną i niebieską, wrzucamy do sześciu szuflad, ponumerowanych od 1 do 6. Ile jest takich rozmieszczeń kul w szufladach, że:
a) każda kula trafiła do innej szuflady
b) wszystkie kule trafiły do jednej z szuflad o numerach 1, 2, 3, 4
c) każda kula trafiła do szuflady o numerze nieparzystym?
a) Każda kula trafiła do innej szuflady na $120$ sposobów.
b) Wszystkie kule trafiły do jednej z szuflad o numerach $1, 2, 3, 4$ na $4$ sposoby.
c) Każda kula trafiła do szuflady o numerze nieparzystym na $27$ sposobów.
a) Obliczenie liczby sposobów, gdy każda kula trafia do innej szuflady:\[ 6 \cdot 5 \cdot 4 = 120 \]b) Obliczenie liczby sposobów, gdy wszystkie kule trafiają do jednej z szuflad o numerach 1, 2, 3, 4:\[ 4 \cdot 1 = 4 \]c) Obliczenie liczby sposobów, gdy każda kula trafia do szuflady o numerze nieparzystym:\[ 3 \cdot 3 \cdot 3 = 3^3 = 27 \]
Grupa B
Zadanie 1 (2 pkt)
Z pewnej miejscowości prowadzi siedem szlaków na szczyt górski. Na ile sposobów turyści mogą wybrać:
a) trasę wycieczki na górę i z powrotem
b) trasę wycieczki na górę i z powrotem, jeśli powrót odbędzie się innym szlakiem niż wejście na górę?
a) Turyści mogą wybrać trasę wycieczki na górę i z powrotem na $49$ sposobów.
b) Turyści mogą wybrać trasę wycieczki na górę i z powrotem innym szlakiem na $42$ sposoby.
Zadanie 2 (3 pkt)
Budynek ma parter i 12 pięter. Na parterze tego wieżowca do windy wsiadło 5 osób. Na ile sposobów osoby te mogą wysiąść z windy:
a) każda osoba na dowolnym piętrze
b) każda osoba na innym piętrze
c) wszystkie osoby na tym samym piętrze? Nie uwzględniamy kolejności wyjścia.
a) Osoby mogą wysiąść na dowolnym piętrze na $248832$ sposobów.
b) Osoby mogą wysiąść na różnych piętrach na $95040$ sposobów.
c) Osoby mogą wysiąść na tym samym piętrze na $12$ sposobów.
Zadanie 3 (2 pkt)
Czterech pasażerów wsiada do pociągu, wybierając losowo jeden z sześciu wagonów. Na ile sposobów mogą oni zająć miejsca w wagonach pociągu, jeśli:
a) każdy pasażer może wybrać dowolny wagon?
b) każdy z pasażerów wybrał inny wagon?
a) Liczba sposobów, na które każdy pasażer może wybrać dowolny wagon, wynosi $1296$.
b) Liczba sposobów, na które każdy z pasażerów może wybrać inny wagon, wynosi $360$.
Zadanie 4 (2 pkt)
Przedsiębiorca produkuje chorągiewki składające się z czterech pionowych pasów, kolejno od najszerszego do najwęższego pasa. Ma do dyspozycji 8 kolorów. Ile rodzajów takich chorągiewek może wyprodukować, jeśli:
a) każdy pas jest w innym kolorze
b) kolory pasów są dowolne?
a) Liczba rodzajów chorągiewek, w których każdy pas jest w innym kolorze, wynosi $1680$.
b) Liczba rodzajów chorągiewek, w których kolory pasów są dowolne, wynosi $4096$.
Zadanie 5 (3 pkt)
Pięć kul: białą, czerwoną, niebieską, zieloną i żółtą, wrzucamy do siedmiu szuflad, ponumerowanych od 1 do 7. Ile jest takich rozmieszczeń kul w szufladach, że:
a) każda kula trafiła do innej szuflady
b) wszystkie kule trafiły do jednej z szuflad o numerach 1, 2, 3, 4, 5
c) każda kula trafiła do szuflady o numerze parzystym?
a) Każda kula trafiła do innej szuflady na $2520$ sposobów.
b) Wszystkie kule trafiły do jednej z szuflad o numerach $1, 2, 3, 4, 5$ na $5$ sposobów.
c) Każda kula trafiła do szuflady o numerze parzystym na $243$ sposoby.
