IV. На использование формул для перестановок и сочетаний
1.Сколько четырехбуквенных слов можно образовать из букв слова сапфир? 2) Сколько среди них таких, которые не содержат буквы р? 3) Сколько таких, которые начинаются с буквы с и оканчиваются буквой р?
Решение задачи:
1. Из шести букв составляются четырехбуквенные слова, причем порядок букв важен для образования новых слов. Поэтому используется формула для размещений: А 
.
2. Необходимо исключить букву р из рассмотрения. Количество слов, не содержащих эту букву: А 
.
3. На первое место поставить букву с можно только одним способом. На последнее место поставить букву р можно тоже только одним способом. Остаются 4 буквы, которые необходимо разместить по двум местам: А 
.
Ответ: 360, 120, 12.
2.Сколько пятибуквенных слов, каждое из которых состоит из трех согласных и двух гласных, можно. образовать из букв слова уравнение?
Решение задачи:
В слове уравнение 3 согласных и 4 гласных буквы русского алфавита. Чтобы посчитать количество требуемых пятибуквенных слов, необходимо посчитать количество сочетаний 3 согласных из 3-х заданных и двух гласных из четырех заданных: С 
и С 
. После того, как 5 букв выбраны, необходимо посчитать все возможные перестановки этих букв: С 
С P5.
Ответ: С С P5.
V. На использование формул для перестановок и сочетаний с повторениям
1.Сколько различных перестановок можно образоватьизо всех букв слова перестановка? Сколько из них начинается с буквы п и оканчивается буквой а?
Решение задачи:
В слове перестановка 12 букв, из них повторяются 2 буквы е и две буквы а. Число перестановок из 12 элементов вычисляется с помощью формулы P12. Но среди этих перестановок будут повторяющиеся, в которых буквы е или а меняются местами. Чтобы не считать такие перестановки, используется формула для перестановок с повторениями: 
= 
.
Чтобы посчитать количество перестановок, начинающихся на букву п и оканчивающихся на букву а, необходимо исключить эти элементы и места, на которых они стоят из рассмотрения. Остается 10 букв и десять мест, причем остается только одна повторяющаяся буква е. Применяем формулу для перестановок с повторениями:
= 
.
Ответ: 
, 
.
ЗАДАЧА № 1
Из цифр 1, 2, 3, 4, 5 составлены всевозможные пятизначные числа без повторения цифр. Сколько среди этих чисел таких, которые начинаются цифрой 3?
РЕШЕНИЕ
1) Поставим цифру 3 на первое место и зафиксируем ее. А остальные четыре цифры будем переставлять для получения различных чисел. Таким образом, количество чисел будет определяться количеством перестановок среди чисел 1, 2, 4, 5. Чтобы его найти, воспользуемся формулой комбинаторики:
N = n! ,
где N – количество вариантов перестановок,
n – количество цифр.
N = 4! = 24.
ОТВЕТ: Из цифр 1, 2, 3, 4, 5 можно составить 24 пятизначных числа без повторения цифр, которые начинаются цифрой 3?
ЗАДАЧА № 2
Расписание одного дня содержит 5 уроков. Определить количество таких расписаний при выборе из 11 дисциплин.
РЕШЕНИЕ
Количество различных расписаний можно определить с помощью формулы комбинаторики для размещения по 5 из 11 элементов. Выбор размещения определяется тем, что при построении расписания необходимо учитывать порядок следования уроков.
ОТВЕТ: При данных условиях можно составить 55440 различных расписаний.
ЗАДАЧА № 3
Сколькими способами можно выбрать 3 дежурных из группы в 20 человек?
РЕШЕНИЕ
Так как для данной задачи несущественен порядок выбора, то воспользуемся формулой комбинаторики для сочетания из 20 по 3:
ЗАДАЧА № 1
Вычислить вероятность того, что некоторое событие не произойдет, если известно, что при n испытаниях оно в среднем происходит в m случаях.
РЕШЕНИЕ
1) Обозначим событие А = «Событие произошло». Определим вероятность появления данного события. Для этого воспользуемся классическим определением вероятности события, согласно которому вероятность определяется по формуле:
где m – число исходов, при которых появляется событие А,
n – общее число элементарных несовместных равновозможных исходов.
2) Определим вероятность того, что событие А не произойдет, по формуле:
ОТВЕТ: Вероятность того, что событие не произойдет, равна
ЗАДАЧА №2
Из 60 вопросов, входящих в экзаменационные билеты, студент подготовил 50. Какова вероятность того, что взятый наудачу студентом билет, содержащий 2 вопроса, будет состоять из подготовленных им вопросов?
РЕШЕНИЕ
1) Обозначим событие А = «Вытянутый студентом билет состоит из подготовленных им билетов». Для вычисления вероятности появления данного события воспользуемся классическим определением вероятности события, согласно которому вероятность определяется по формуле:
где m – число исходов, при которых появляется событие А,
n – общее число элементарных несовместных равновозможных исходов.
2) Определим n. Общее число билетов определяется сочетанием по 2 из 60:
3) Количество билетов, вопросы которых студент знает, определяется сочетанием по 2 из 50:
4) Определим вероятность события А:
ОТВЕТ: Вероятность того, что взятый наудачу студентом билет, содержащий 2 вопроса, будет состоять из подготовленных им вопросов равна Р(А) = 0,69. То есть, если будет, например, 100 таких студентов, то 69 из них вытянут билеты, к вопросам которых они подготовлены.
ЗАДАЧА № 3
Какова вероятность того, что среди вынутых наудачу 4 карт из полной колоды 52 карт ровно две окажутся принадлежащими пиковой масти?
РЕШЕНИЕ
1) Для вычисления вероятности появления данного события воспользуемся классическим определением вероятности события, согласно которому вероятность определяется по формуле:
где m – число исходов, при которых появляется событие А,
n – общее число элементарных несовместных равновозможных исходов.
2) Определим n. Для этого воспользуемся формулой сочетания по 4 из 52(так как нас не интересует порядок вытянутых карт):
3) Обозначим событие А = «Из 4 вынутых карт 2 принадлежат пиковой масти». Найдем вероятность вытягивания 2 пиковых карт по формуле сочетания по 2 из 13 (так как всего карт пиковой масти 13):
4) Найдем вероятность вытягивания оставшихся двух карт не пиковой масти по формуле сочетания по 2 из 39 (52-13).
5) Полученные значения мы перемножаем: m = m1 ∙ m2
m = 78 ∙ 741 = 57798
6) Найдем вероятность того, что среди вынутых наудачу 4 карт из полной колоды 52 карт ровно две окажутся принадлежащими пиковой масти:
ОТВЕТ: Вероятность того, что среди вынутых наудачу 4 карт из полной колоды 52 карт ровно две окажутся принадлежащими пиковой масти, равна 0,21.
ЗАДАЧА № 1
Один из мальчиков родился в марте, а другой в апреле. Какова вероятность того, что оба они родились в первой неделе месяца?
РЕШЕНИЕ
1) Вероятность того, что первый мальчик родился в первой неделе марта равна:
2) Вероятность того, что второй мальчик родился в первой неделе апреля равна:
3) Вероятность того, что оба они родились в первой неделе месяца, равна P(A) ∙ P(B):
ОТВЕТ: Вероятность того, что оба мальчика родились в первой неделе месяца равна 0,05.
ЗАДАЧА №2
Для разрушения моста достаточно попадания одной бомбы. Найти вероятность того, что мост будет разрушен, если на него будут сброшены 4 бомбы с вероятностями попадания соответственно 0,3; 0,4; 0,6; 0,7.
РЕШЕНИЕ
Для определения вероятности воспользуемся формулой вероятности появления хотя бы одного из n событий:
Обозначим события: А1 = «Первая бомба попала на мост»
А2 = «Вторая бомба попала на мост»
А3 = «Третья бомба попала на мост»
А4 = «Четвертая бомба попала на мост»
В нашем случае:
Тогда P (A1 + A2 + A3 + A4) = 1 – 0,7 ∙ 0,6 ∙ 0,4 ∙ 0,3 = 0,9496.
ОТВЕТ: Вероятность того, что мост будет разрушен, если на него будут сброшены 4 бомбы с заданными вероятностями попадания, равна 0,9496, то есть это достаточно достоверное событие.
ЗАДАЧА № 3
Чему равна вероятность того, что при одновременном бросании трех игральных костей 2 очка появятся на 2 костях?
РЕШЕНИЕ
Обозначим события: А = «2 очка выпали на первой кости»
В = «2 очка выпали на второй кости»
С = «2 очка выпали на третьей кости»
Искомое событие X описывается следующей комбинацией:
Так как события А, В и С несовместные и независимые, то вероятность события Х определяется по формуле:
ЗАДАЧА № 1
Один из мальчиков родился в марте, а другой в апреле. Какова вероятность того, что оба они родились в первой неделе месяца?
РЕШЕНИЕ
1) Вероятность того, что первый мальчик родился в первой неделе марта равна:
2) Вероятность того, что второй мальчик родился в первой неделе апреля равна:
3) Вероятность того, что оба они родились в первой неделе месяца, равна P(A) ∙ P(B):
ОТВЕТ: Вероятность того, что оба мальчика родились в первой неделе месяца равна 0,05.
ЗАДАЧА №2
Для разрушения моста достаточно попадания одной бомбы. Найти вероятность того, что мост будет разрушен, если на него будут сброшены 4 бомбы с вероятностями попадания соответственно 0,3; 0,4; 0,6; 0,7.
РЕШЕНИЕ
Для определения вероятности воспользуемся формулой вероятности появления хотя бы одного из n событий:
Обозначим события: А1 = «Первая бомба попала на мост»
А2 = «Вторая бомба попала на мост»
А3 = «Третья бомба попала на мост»
А4 = «Четвертая бомба попала на мост»
В нашем случае:
Тогда P (A1 + A2 + A3 + A4) = 1 – 0,7 ∙ 0,6 ∙ 0,4 ∙ 0,3 = 0,9496.
ОТВЕТ: Вероятность того, что мост будет разрушен, если на него будут сброшены 4 бомбы с заданными вероятностями попадания, равна 0,9496, то есть это достаточно достоверное событие.
ЗАДАЧА № 3
Чему равна вероятность того, что при одновременном бросании трех игральных костей 2 очка появятся на 2 костях?
РЕШЕНИЕ
Обозначим события: А = «2 очка выпали на первой кости»
В = «2 очка выпали на второй кости»
С = «2 очка выпали на третьей кости»
Искомое событие X описывается следующей комбинацией:
Так как события А, В и С несовместные и независимые, то вероятность события Х определяется по формуле:
Пример 6. Сколько существует двузначных чисел?
Решение. Поскольку в двузначном числе цифра, обозначающая число десятков, должна быть отлична от нуля, то 
= {1, 2, ..., 9}, 
= {0, 1, 2, ..., 9} и 