Номер 15.23, страница 130 - гдз по алгебре 11 класс учебник Мерзляк, Номировский

Авторы: Мерзляк А. Г., Номировский Д. А., Полонский В. Б., Якир М. С.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2016 - 2025
Уровень обучения: базовый
Цвет обложки: синий, зелёный
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Математика. Алгебра и начала математического анализа
Популярные ГДЗ в 11 классе
Упражнения. § 15. Сочетания (комбинации). Глава 3. Элементы комбинаторики. Бином Ньютона - номер 15.23, страница 130.
№15.23 (с. 130)
Учебник. №15.23 (с. 130)
скриншот условия

15.23. Из 20 человек надо сформировать комиссию из 7 членов, причем Пётр Иванович и Иван Петрович не должны входить в комиссию одновременно. Сколькими способами это можно сделать?
Решение. №15.23 (с. 130)


Решение 2. №15.23 (с. 130)
Для решения этой задачи можно применить два различных подхода.
Способ 1: Метод исключения (от противного)
Этот подход заключается в том, чтобы найти общее число всех возможных комиссий, а затем вычесть из него число тех комиссий, которые не удовлетворяют условию задачи (т.е. в которые входят и Пётр Иванович, и Иван Петрович одновременно).
1. Сначала найдём общее число способов сформировать комиссию из 7 человек из 20 без каких-либо ограничений. Поскольку порядок выбора членов комиссии не имеет значения, мы используем формулу для числа сочетаний $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$.
Общее число способов $N_{общ}$ равно числу сочетаний из 20 по 7:
$N_{общ} = C_{20}^7 = \frac{20!}{7!(20-7)!} = \frac{20!}{7!13!} = \frac{20 \cdot 19 \cdot 18 \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15 \cdot 14}{7 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1}$
Выполним вычисления, сокращая дробь:
$C_{20}^7 = \frac{(5 \cdot 4) \cdot 19 \cdot (6 \cdot 3) \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15 \cdot (7 \cdot 2)}{7 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 19 \cdot 17 \cdot \frac{16}{4 \cdot 2} \cdot \frac{15}{5} \cdot \frac{18}{6 \cdot 3} \cdot \frac{14 \cdot 20}{7 \cdot \dots}$
Проще выполнить сокращение поэтапно: $20$ сокращается с $5 \cdot 4$; $18$ сокращается с $6 \cdot 3$; $14$ сокращается с $7 \cdot 2$. После сокращения всех множителей в знаменателе, в числителе остаётся $19 \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15$ делённое на оставшиеся в знаменателе множители. Давайте сделаем это аккуратнее:
$C_{20}^7 = \frac{20 \cdot 19 \cdot 18 \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15 \cdot 14}{7 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = (19 \cdot 17) \cdot \frac{20 \cdot 18 \cdot 16 \cdot 15 \cdot 14}{7 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2} = (19 \cdot 17) \cdot \frac{20}{5 \cdot 4} \cdot \frac{18}{6 \cdot 3} \cdot \frac{14}{7} \cdot \frac{16}{2} = 19 \cdot 17 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 2 \cdot 8 = 77520$.
Таким образом, $N_{общ} = 77520$ способов.
2. Теперь найдём число "недопустимых" комиссий, в которых Пётр Иванович и Иван Петрович состоят одновременно. Если они оба уже включены в комиссию, то они занимают 2 места из 7. Нам остаётся выбрать ещё $7 - 2 = 5$ членов. Выбирать их нужно из оставшихся $20 - 2 = 18$ человек.
Число таких способов $N_{недоп}$ равно числу сочетаний из 18 по 5:
$N_{недоп} = C_{18}^5 = \frac{18!}{5!(18-5)!} = \frac{18 \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15 \cdot 14}{5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1}$
$C_{18}^5 = \frac{18}{3 \cdot 2} \cdot 17 \cdot \frac{16}{4} \cdot \frac{15}{5} \cdot 14 = 3 \cdot 17 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 14 = 8568$.
Итак, существует $8568$ способов составить комиссию, где Пётр Иванович и Иван Петрович находятся вместе.
3. Искомое число способов — это разность между общим числом способов и числом недопустимых способов:
$N = N_{общ} - N_{недоп} = 77520 - 8568 = 68952$.
Ответ: 68952.
Способ 2: Прямой подсчёт (метод сложения)
Этот подход заключается в подсчёте числа способов для каждого из допустимых вариантов и их суммировании. Условию "Пётр Иванович и Иван Петрович не должны входить в комиссию одновременно" удовлетворяют три взаимоисключающих случая:
- В комиссию входит Пётр Иванович, но не входит Иван Петрович.
- В комиссию входит Иван Петрович, но не входит Пётр Иванович.
- В комиссию не входят ни Пётр Иванович, ни Иван Петрович.
1. Случай 1: Пётр Иванович в комиссии, а Иван Петрович — нет.
Одно место в комиссии занято Петром Ивановичем. Ивана Петровича мы исключаем из кандидатов. Значит, нам нужно добрать $7 - 1 = 6$ членов из оставшихся $20 - 2 = 18$ человек.
$N_1 = C_{18}^6 = \frac{18!}{6!(18-6)!} = \frac{18 \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15 \cdot 14 \cdot 13}{6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 18564$.
2. Случай 2: Иван Петрович в комиссии, а Пётр Иванович — нет.
Этот случай симметричен первому. Одно место занято Иваном Петровичем, а Пётр Иванович исключён. Снова нужно выбрать 6 членов из 18 человек.
$N_2 = C_{18}^6 = 18564$.
3. Случай 3: Оба не в комиссии.
Мы исключаем обоих из списка кандидатов. Всех 7 членов комиссии нужно выбрать из оставшихся $20 - 2 = 18$ человек.
$N_3 = C_{18}^7 = \frac{18!}{7!(18-7)!} = \frac{18 \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15 \cdot 14 \cdot 13 \cdot 12}{7 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 31824$.
4. Общее число способов.
Суммируем число способов для всех трёх случаев, чтобы получить окончательный ответ:
$N = N_1 + N_2 + N_3 = 18564 + 18564 + 31824 = 37128 + 31824 = 68952$.
Ответ: 68952.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 11 класс, для упражнения номер 15.23 расположенного на странице 130 к учебнику 2016 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №15.23 (с. 130), авторов: Мерзляк (Аркадий Григорьевич), Номировский (Дмитрий Анатольевич), Полонский (Виталий Борисович), Якир (Михаил Семёнович), ФГОС (старый) базовый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.