定义 2.1.1
组合是一组物体的一种选法,其中物体的顺序不重要。
当顺序无关紧要时,先数有顺序的选法,再除掉重复的次数:这就是“选”。
在本节中,你将能够 数出不计顺序的选法:把有顺序的选法数除以 k!。
考试前,你从一盒 6 支铅笔里抓了 3 支。先拿红色再拿蓝色,和先拿蓝色再拿红色,抓到的都是同样的 3 支铅笔。 那么一共有多少种不同的抓法?
在第 1 章里,顺序很重要。现在顺序不重要了。窍门是:先数出有顺序的选法,再除以每一组的排序方法数。 这个数就是 。
组合是一组物体的一种选法,其中物体的顺序不重要。
通常,排列、顺序有关 等说法意味着这是一个排列问题;而 选、挑选、不计顺序 等说法意味着这是一个组合问题。
从 个物体中选出 个,方法数是
注意:
这是因为,选出要放进你的选择里的 个物体(左边),就等于选出不放进你的选择里的 个物体(右边)。例如,
从 6 支不同的铅笔中选出 3 支,有多少种选法?
先把它当成排列来做。第 1 支、第 2 支、第 3 支铅笔各有多少种选择?全部乘起来是多少?
计算
这里的 和 分别是多少?
你正在学习《Mastering AMC 8》这本书,需要从 10 个组合计数章节中选出 7 章来学习。但是,前 2 章是理解其余章节的基础,所以必须选上。有多少种选法?
前 2 章已经选上了。你还需要再选几章?
有 Alice、Betty、Chase 和 Dave 四个人,你需要从中选出两人担任数学社的负责人。有多少种选法?
计算 和
从 8 种不同的水果中选出 3 种,有多少种选法?
一个袋子里有 9 个颜色各不相同的球,从中取出 4 个,有多少种取法?
Jones 太太正在组织一次百家宴(每家带菜的聚餐),她想供应 8 道不同的菜。每个家庭可以带 3 道菜。为了使任意两个家庭带的菜的组合都不相同,Jones 太太可以邀请多少个家庭?
在本节中,你将能够 用“拿或不拿”的选择,一次数出 n 样东西所有可能的组合。
Nihir 正在准备野餐篮。他的 5 种水果每种都可以带,也可以一个都不带。他能带出多少种不同的水果篮?先猜一猜!
杨辉三角(帕斯卡三角)的每一行,列出了从一组东西里选 0 个、1 个、2 个……的方法数。把一整行加起来, 就一次数出了所有可能的选法。
二项式恒等式是说:
要计算从 样不同的东西中选出任意多样的方法数,上面两种方法都可以用:把 加起来,或者直接算 。
Nihir 有一个苹果、一个橙子、一根香蕉、一个梨和一颗树莓。他想带一篮水果去野餐。用他现有的水果,他可以带多少种不同的水果篮?
一种方法是:列出装 0 个水果、1 个水果、2 个水果……的篮子。有没有更简单的解法?
Henry's Hamburger Haven 的汉堡可以加以下配料:番茄酱、芥末酱、蛋黄酱、番茄、生菜、酸黄瓜、奶酪和洋葱。顾客可以选一块、两块或三块肉饼,以及任意一组配料。一共可以点多少种不同的汉堡?
在本节中,你将能够 把一道复杂的选择题拆成几步,再把各步的方法数相乘。
一家公司有 13 名求职者。它需要 2 名经理和另外 4 名员工,而且经理必须有经验。该从哪里下手呢?
大的选择问题分步来做会容易很多。先选出一组,再从剩下的人里选出下一组。前一步的每种选法都能和下一步的 每种选法搭配,所以要相乘。
有 6 名有经验的求职者和 7 名没有经验的求职者应聘一份工作。从有经验的求职者中选出 2 名经理。再从所有没有被选为经理的求职者(包括有经验的和没有经验的)中,选出另外 4 名员工。有多少种选法?
首先,选出 2 名经理有多少种方法?
你有 12 根不同的能量棒,要分给 3 个人:Alice、Betty 和 Chase。Alice 需要 3 根,Betty 需要 4 根,Chase 需要 5 根。满足他们要求的分法有多少种?
从 Alice 开始。选出她的 3 根能量棒有多少种方法?
把 4 个球放进一个 的方格中,要求任何一列或一行中的球都不超过一个。有多少种放法?(旋转和翻转后得到的放法算作不同。)
有 4 行和 4 个球,每行至多一个球。每行放几个球?
Robert 有 4 枚不可区分的金币和 4 枚不可区分的银币。每枚硬币的一面刻有一个头像,另一面没有。他想把这 8 枚硬币在桌上叠成一摞,使得任意两枚相邻的硬币都不是头像面对头像面。求这 8 枚硬币可区分的叠法有多少种。
先处理颜色。把 4 枚金币和 4 枚银币叠成一摞,有多少种排法?
把 25 个正方形积木摆成一个 的正方形。从中选出 3 个积木,使得任意两个都不在同一行或同一列,有多少种不同的选法?
在本节中,你将能够 在练习题中综合运用本章的所有方法。
是时候把所有方法混在一起用了!这些题会用到组合、对称、“拿或不拿”的选择和分步选择。每道题都有三条提示, 卡住时可以看看。
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一家冰淇淋店有 9 种不同口味的冰淇淋。Joe 想买 2 球或 3 球口味互不相同的冰淇淋。他不喜欢芒果和巧克力这 2 种口味搭配在一起,所以不会同时买这两种。他有多少种买法?