Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 08. 05. 2011 19:13

FlyingMonkey
Příspěvky: 758
Reputace:   
 

Kombinatorika

Dobrý den,

potřeboval bych vysvětlit (myšlenkovitě), tenhle příklad.

Knihovna má pět regálů, do každého se vejde 20 knih. Určete kolika způsoby lze do knihovny umístit 20 knih.

Měl jsem pár nápadů, ale ani jedny nevedly k řešení, díky za pomoc.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) FlyingMonkey)

#2 08. 05. 2011 19:23 — Editoval OiBobik (08. 05. 2011 19:25)

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Kombinatorika

↑ FlyingMonkey:

Jsou knihy rozlišitelné, resp. když např. umístím všechny knihy na jednu poličku, záleží mi na tom, v jakém pořadí?

_____________________________________________________________

Ať tak či onak, prvně si rozmysleme, kolika způsoby lze 20 (prozatím nerozlišitelných) knížek rozmístit na pět regálů (jde nám tedy o to, určit počet rozvržení počtů knížek na poličky.)

Návodná představa: představ si, že máš 20 stejných kuliček v řadě a mezi ně musíš položit 4 děliče. Pak počet různých umístění těch děličů bude stejný, jako počet rozvržení těch 20 knížek na pět regálů, ne? Počet kuliček před prvním děličem bude reprezentovat počet knížek v prvním regálu, počet kuliček mezi prvním a druhým děličem počet knížek v druhém regálu... atd až počet kuliček za čtvrtým děličem počet knížek na pátém regálu.

Tedy podstatná otázka teď je: kolika způsoby lze ty čtyři děliče umístit?

(neznepokojuj se, že zatím počítáme nerozlišitelné knihy. Rozlišitelnost lze pak velmi jednoduše "dodat".)


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#3 08. 05. 2011 19:23

anes
Příspěvky: 146
Reputace:   14 
 

Re: Kombinatorika

Jsou ty knihy různé, nebo nám jde pouze o počty v policích?

Offline

 

#4 08. 05. 2011 19:26

Phate
Příspěvky: 1740
Reputace:   99 
 

Re: Kombinatorika

Predpokladam, ze knihy jsou nerozlisitelne. Zkus si predstavit trochu jinou situaci, ze mas 24 jakychsi policek a na kazde policko muzes umistit knihu a nebo prepazku mezi regaly. Zvladnes to?


Vykonávat věc, které se bojíme, je první krok k úspěchu.

Offline

 

#5 08. 05. 2011 19:54

FlyingMonkey
Příspěvky: 758
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika

Phate: Porad si nevim rady, asi jsem dutej nebo co ...


Nevim, proc sis tam zavedl ty prepazky mezi jednotlivymi regaly.

Ja jsem na to chtel jit tak, ze zjistim, kolika zpusoby lze 20 knih rozmistit v jednom tom regale (coz by byla permutace s opakovanim 20ti clenna z 20 prvku) a k tomu by existovalo proste 4*tech prvnich moznosti, pro zbyle regaly... Ale nevychazi mi to pocetne... Takze predpokladam ,ze tahle uvaha je spatne...Vidis tam ten problem?

Nechci se ucit ty priklady nazpamet, chtel bych je doopravdy vymyslet :)

Offline

 

#6 08. 05. 2011 19:58

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Kombinatorika

↑ FlyingMonkey:

Na tvé úvaze je špatně to, že uvažuješ pouze případy, kdy jsou všechny knížky v jednom regálu - můžu dát třeba 5 na první regál, 10 na druhý, 2 na třetí a 3 na poslední.


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#7 08. 05. 2011 20:08

FlyingMonkey
Příspěvky: 758
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika

OiBobik napsal(a):

↑ FlyingMonkey:

Na tvé úvaze je špatně to, že uvažuješ pouze případy, kdy jsou všechny knížky v jednom regálu - můžu dát třeba 5 na první regál, 10 na druhý, 2 na třetí a 3 na poslední.

To mas pravdu, uz to vidim, ale v tom pripade nevim, jak to vypocitat. :))

Jak teda zaradim do uplneho reseni i ta reseni, ktera jsi popsal? Napadaji me same vypocty, ktery by byly dost pracny, predpokladam, ze se to odbit nejak snaz, vzhledem k tomu ,ze to je jenom SS matematika ...

Offline

 

#8 08. 05. 2011 20:20 — Editoval OiBobik (08. 05. 2011 20:35)

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Kombinatorika

↑ FlyingMonkey:

K tomu slouží ty návodné úvahy, které se ti tu snažíme vsugerovat : ))

Proto ty děliče mezi kuličky / přepážky mezi knížky a jánevímco. Jde o to, že to je elegantní úvaha, jak spočítat počet těch počtů rozdělení na poličky.

_______________________________________________________________________________

Tak já budu asi dát rozvíjet tu moji návodnou představu.
Představ si situaci, jak jsem ji popsal.

Např rozdělení kuliček a děličů:

oooooooo|ooooo|ooooooo||ooooo

by odpovídalo rozložení na poličky: 8 na první, 5 na druhé, 7 na třetí, 0 na čtvrté a 5 na páté.

Takto lze zřejmě přidělit každému rozložení knih na poličky právě jedno rozdělení kuliček a děličů, jejich počet je tedy stejný.
(znovu opakuji, že zatím jsou pro nás knihy nerozlišitelné.)

Jde tedy o to zjistit: Kolika způsoby můžu ty čtyři děliče mezi oněch 20 kuliček rozmístit?
(nápověda k tomu: to si lze zase představit jako 24 míst, přičemž 4 z nich budou reprezentovat ony děliče a 20 kuličky/knížky)


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#9 08. 05. 2011 20:34 Příspěvek uživatele FlyingMonkey byl skryt uživatelem FlyingMonkey.

#10 08. 05. 2011 20:47

FlyingMonkey
Příspěvky: 758
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika

Ja fakt nevim ... ted jsem z toho uplne mimo, vsechno se mi to smichalo dohromady a uz nevim vubec nic ... :))

V podstate ty 4 prvky jenom prohazuju mezi 20 policky proto, bych rekl, ze permutace, jenomze to mi zase nevychazi pocetne ...
uz z toho pomalu ale jiste magorim .. :D

Offline

 

#11 08. 05. 2011 20:56

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Kombinatorika

↑ FlyingMonkey:

Ty 4 děliče jsou od sebe taktéž nerozlišitelné, takže to ne.

Dobré je si to představit jako těch 24 míst, kde do čtyř z nich dosadíš děliče (a zbylé se pak "automaticky" vyplní kuličkami).

Tedy vybíráš 4 prvky z 24; počet takových výběrů je $24 \choose 4$. To tedy i odpovídá počtu rozdělení knížek na poličky.

_____________________________________________________________________________________________________

Doteď jsme považovali knížky za nerozlišitelné, přičemž z podstaty příkladu se zdá, že budou nejspíš rozlišitelné. Vezměme naše jedno rozdělení (třeba 3 5 12 1 4, to je jedno) a zkusme určit, kolika způsoby lze knížky uspořádat (tedy kolika způsoby lze knížky "přeházet" tak, že se zachová početně rozložení knížek na poličkách)?

(nápověda: na konkrétním rozložení knížek na poličkách nezáleží, je to stejné, jako kdyby ty knížky byly na jedné poličce)


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#12 08. 05. 2011 21:00 — Editoval Phate (08. 05. 2011 21:03)

Phate
Příspěvky: 1740
Reputace:   99 
 

Re: Kombinatorika

↑ FlyingMonkey:
Je to typova uloha, podobne budes vidat, viz jak jsem psal ↑ Phate:, tak ti to napisi obecne. Kdyz mam n predmetu a k prihradek do kterych je mam rozdelit, tak hledam jakychsi k-1 prepazek mezi prihradkami. Predstav si, ze mas proste treba tech 20 knih, tak je nejak postavis pred sebe a misto regalu mezi ne nekam vkladas prepazky. Timto si 100% zajistis, ze vsechny knizky rozdelis do nektere prihradky. Dulezite je, ze techto prepazek je k-1. Proc? Protoze vem si, kdybys knihy rozdeloval treba do dvou regalu, tak potrebujes jednu prepazku. Knihy od prepazky doleva budou v jednom regalu, od prepazky doprava v druhe regalu. Prepazek je tedy vzdy k-1. Dulezite je si uvedomit, ze timto hledanim prepazek najdeme vsechny moznosti pro rozdeleni knih do regalu, protoze napriklad moznost, ze vsechny knihy budou v 5. regalu, tak regaly budou na mistech 1-4 a knizky na mistech 5-24. Pokud mame tedy nerozlisitelne predmety, kterych je $n$ a $k$ prepazek, pak mame $n+k-1 \choose k-1$ moznosti, jak rozdelit prepazky. Krasne na tom je to, ze ze znalosti kombinacnich cisel urcite vis, ze ${n+k-1 \choose k-1 }={n+k-1 \choose n }$ coz je pocet zpusobu, jak rozdelit n predmetu na n+k-1 poli, tedy na vsechna policka pro predmety vcetne poli pro prepazky. No neni ta matematika nadherna? Pokud ovsem mame predmety ocislovane, musime jeste cele cislo vynasobit $n!$, protoze to je pocet permutaci vsech rozlisitelnzch predmetu(knih) v regalech. Regaly samozrejme rozlisitelne nejsou. Uz do toho trosku lepe vidis?
EDIT: jestli do te rovnosti neni videt, tak plati, ze ${n \choose k}={n \choose n-k}$, tedy, ze ${n+k-1 \choose k-1 }={n+k-1 \choose n+k-1-(k-1) }={n+k-1 \choose n }$


Vykonávat věc, které se bojíme, je první krok k úspěchu.

Offline

 

#13 08. 05. 2011 21:07 — Editoval FlyingMonkey (08. 05. 2011 21:11)

FlyingMonkey
Příspěvky: 758
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika

Mam to! :D

24 nad 4 tim ziskam pocet tech vsech rozlozeni, ale knihy mam v tomhle bode jeste nerozlisitelne, takze tech 20 knih jeste muzu jakkoliv mezi sebou prohazovat a to jde 20! zpusoby...

Takze reseni bude 24 nad 4 * 20! je to tak?
Edit:

Phate diky, tvoji reakci jsem si precetl az po odeslani meho prispevku )


Chlapi diky moc! Oboum :)) Jeden priklad za hodinu, to mam dneska teda co delat :D

Offline

 

#14 08. 05. 2011 21:08

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Kombinatorika

↑ FlyingMonkey:

Ano, to je správný výsledek a úvahu máš taky dobře. ; ))


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#15 08. 05. 2011 21:10

Phate
Příspěvky: 1740
Reputace:   99 
 

Re: Kombinatorika

Ze ja tu ty slohy vypisuju :X, tak oznas jako vyresene, diky


Vykonávat věc, které se bojíme, je první krok k úspěchu.

Offline

 

#16 08. 05. 2011 21:12

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Kombinatorika

↑ Phate:

Když užs to tak pěkně vypsal, mohl bys to hodit třeba na MatWiki, ať se na to dá pro příště odkazovat (je to vskutku typová úloha). ; ))


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#17 08. 05. 2011 21:13 — Editoval FlyingMonkey (08. 05. 2011 21:14)

FlyingMonkey
Příspěvky: 758
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika

Jinak doufam, ze jeste nejdete spat, urcite se naskytne jeste plno problemu a pomoc chytrych hlav by se mi hodila :))

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson