Решение комбинаторных и вероятностных задач в ms excel
Основные комбинаторные формулы. Решение задач комбинаторики средствами MS Excel. Использование встроенных функций MS Excel для вычисления перестановок, сочетаний, размещений. Основные понятия и правила комбинаторики. Свойства биномиальных коэффициентов.
Рубрика | Математика |
Вид | методичка |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.02.2014 |
Размер файла | 57,3 K |
Соглашение об использовании материалов сайта
Просим использовать работы, опубликованные на сайте, исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Основные принципы и формулы классической комбинаторики. Использование методов комбинаторики в теории вероятностей. Формулы числа перестановок, сочетаний, размещений. Формула бинома Ньютона. Свойства биномиальных коэффициентов. Решение комбинаторных задач.
учебное пособие [659,6 K], добавлен 07.05.2012
Возникновение комбинаторики как раздела математики. Исследование на практических примерах особенностей чисел размещений с повторениями и без них. Анализ задач, решение которых опирается на правила комбинаторики и относящиеся к ней вычислительные формулы.
курсовая работа [175,3 K], добавлен 05.01.2018
дипломная работа [508,5 K], добавлен 26.01.2011
Содержание правил суммы и произведения; их применение с целью решения комбинаторных задач. Виды комбинаторных соединений. Обозначение и свойства факториала. Формулы расчета всех возможных перестановок и размещений. Понятие и разновидности сочетаний.
реферат [22,1 K], добавлен 08.09.2014
Аналитическая геометрия. Декартова система координат, линии на плоскости и кривые второго порядка. Поверхности в трехмерном пространстве. Система n линейных уравнений с n неизвестными. Элементы математического анализа. Основные правила комбинаторики.
отчет по практике [1,1 M], добавлен 15.11.2014
Знакомство со средством Microsoft Excel, внутренняя структура и элементы данной программы, ее функциональные особенности и возможности, особенности использования в решении математических задач. Основы теории вероятностей, ее принципы и главные задачи.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 16.11.2013
Применение леммы Бернсайда к решению комбинаторных задач. Орбиты группы перестановок. Длина орбиты группы перестановок. Лемма Бернсайда. Комбинаторные задачи. "Метод просеивания". Формула включения и исключения.
Вычисление числа комбинаций по формулам комбинаторики в Excel. Перебор всех вариантов перестановок, сочетаний и размещений для множеств без повторений и с повторениями.
Взаимосвязь некоторых распределений в MS EXCEL
Рассмотрим взаимосвязь Биномиального распределения, распределения Пуассона, Нормального распределения и Гипергеометрического распределения. Определим условия, когда возможна аппроксимация одного распределения другим, приведем примеры и графики.
Перестановки с повторениями: Комбинаторика в MS EXCEL
Подсчитаем в MS EXCEL количество перестановок с повторениями из n элементов. С помощью формул выведем на лист все варианты таких перестановок (английский перевод термина: permutations of multisets).
Сочетания с повторениями: Комбинаторика в MS EXCEL
Подсчитаем в MS EXCEL количество Сочетаний с повторениями из n по k (выборка с возвращением). Также с помощью формул выведем на лист соответствующие варианты Сочетаний (английский перевод термина: combinations with …
Разрезка на мерные длины
Требуется разрезать провод на куски определенной длины, так чтобы количество отходов было минимально. Задачу решим методом перебора всех возможных комбинаций разрезки.
Размещения без повторений: Комбинаторика в MS EXCEL
Подсчитаем в MS EXCEL количество Размещений из n по k и с помощью формул выведем на лист соответствующие варианты размещений (английский перевод термина: partial permutation или sequence without repetition).
Перестановки без повторений: Комбинаторика в MS EXCEL
Подсчитаем в MS EXCEL количество перестановок из n элементов. С помощью формул выведем на лист все варианты перестановок (английский перевод термина: permutation).
Размещения c повторениями: Комбинаторика в MS EXCEL
Подсчитаем в MS EXCEL количество Размещений с повторениями из n по k (выборка с возвращением). Также с помощью формул выведем на лист соответствующие варианты Размещений (английский перевод термина: sequence with …
Комбинаторика в MS EXCEL
Обзорная статья, в которой приведены основные функции MS EXCEL для вычисления количества перестановок, сочетаний и размещений. Рассмотрены варианты комбинаций без повторений и с повторениями (выборка с возвращением).
Комбинации элементов из нескольких множеств: Комбинаторика в MS EXCEL
Пусть имеется несколько множеств —
Сочетания без повторений: Комбинаторика в MS EXCEL
Подсчитаем в MS EXCEL количество сочетаний из n элементов по k. С помощью формул выведем на лист все варианты сочетаний (английский перевод термина: Combinations without repetition).
Сочетаниями из n различных элементов по k элементов называются комбинации, которые отличаются хотя бы одним элементом. Например, ниже перечислены ВСЕ 3-х элементные сочетания, взятые из множества, состоящего из 5 элементов :
(1; 2; 3); (1; 2; 4); (1; 2; 5); (1; 3; 4); (1; 3; 5); (1; 4; 5); (2; 3; 4); (2; 3; 5); (2; 4; 5); (3; 4; 5)
Примечание : Это статья о подсчете количества сочетаний с использованием MS EXCEL. Теоретические основы советуем прочитать в специализированном учебнике. Изучать сочетания по этой статье - плохая идея.
Отличие Сочетаний от Размещений
В отличие от Размещений следующие 3-х элементные комбинации (1; 2; 3); (1; 3; 2); (2; 1; 3); (2; 1; 3); (3; 2; 1); (3; 1; 2) считаются одинаковыми, и в набор Сочетаний включается только одна из этих комбинаций. Очевидно, что для тех же n и k число Сочетаний всегда меньше чем число Размещений (так как при размещениях порядок важен, а для сочетаний - нет), причем в k! раз.
Подсчет количества Сочетаний
Число всех Сочетаний из n элементов по k можно вычислить по формуле:
Например, количество 4-х элементных комбинаций из 6 чисел равно 15=6!/(4!(6-4)!)
Примечание : Для Сочетаний из n элементов по k также используется и другая запись:
В MS EXCEL для подсчета количества комбинаций без повторов существует специальная функция ЧИСЛКОМБ() , английское название функции - COMBIN(). Для предыдущего примера формула =ЧИСЛКОМБ(6;4) , разумеется, также вернет 15. Альтернативная формула для подсчета сочетаний =ФАКТР(6)/ФАКТР(6-4)/ФАКТР(4) .
Очевидно, что k меньше или равно n, т.к. нельзя выбрать из множества элементов n больше элементов, чем в нем содержится (предполагается, что элементы после выбора обратно не возвращаются). При k=n количество сочетаний всегда равно 1.
Примечание : О Сочетаниях с повторениями (с возвращением элементов) можно прочитать в статье Сочетания с повторениями: Комбинаторика в MS EXCEL
Вывод всех комбинаций Сочетаний
В файле примера созданы формулы для вывода всех Сочетаний для заданных n и k.
Задавая с помощью элементов управления Счетчик количество элементов множества (n) и количество элементов, которое мы из него выбираем (k), с помощью формул можно вывести все Сочетания.
В файле примера не забывайте увеличивать количество строк с формулами, чтобы поместились все ваши комбинации. Для этого выделите последние ячейки с формулами (сочетание №330) и скопируйте их вниз на нужно количество строк. При увеличении строк с формулами размер файла быстро растет, а скорости пересчета листа падает. Если строк 4 тысячи, то размер файла составляет около 2 Мб.
Задача
Автовоз может перевозить по 4 легковые машины. Необходимо перевезти 7 разных машин (LADA Granta, Hyundai Solaris, KIA Rio, Renault Duster, Lada Kalina, Volkswagen Polo, Lada Largus). Сколькими различными способами можно заполнить первый автовоз? Конкретное место машины в автовозе не важно.
Нам нужно определить число Сочетаний 7 машин на 4-х местах автовоза. Т.е. n=7, а k=4. Оказывается, что таких вариантов =ЧИСЛКОМБ(7;4) равно 35.
Воспользуемся файлом примера (ссылка внизу статьи) , чтобы наглядно убедиться, что мы решили задачу правильно.
Произвольным образом сопоставим маркам машин числовые значения и сделаем сокращения названий марок: LADA Granta (LG=1), Hyundai Solaris (HS=2), …
Выставив в ячейках В5 и В6 значения 7 и 4 соответственно, определим все варианты размещений машин в автовозе (см. столбцы AJ:AM).
Примечание : О Перестановках можно прочитать в статье Перестановки без повторений: Комбинаторика в MS EXCEL , а о Размещениях в статье Размещения без повторений: Комбинаторика в MS EXCEL .
Давайте разберем на примерах основные формулы комбинаторики: сочетания, размещения, перестановки без повторений и научимся вычислять их с помощью встроенных функций Excel.
Ниже вы найдете для каждой формулы инструкции по вычислению в эксель, пример задачи, ссылку на калькулятор и видеоурок и шаблон Excel. Удачи в изучении!
Как выбрать формулу комбинаторики?
Нужно последовательно (см. схему выше) ответить на несколько вопросов:
- Сколько у нас есть объектов (число $n$)?
- Важен ли их порядок в комбинации?
- Могут ли встречаться повторяющиеся элементы?
- Нужно выбрать все элементы или только $k\lt n$?
Отвечая на эти вопросы, двигаемся по стрелкам схемы и получаем название формулы комбинаторики:
Перестановки в Excel
Пусть имеется $n$ различных объектов. Будем переставлять их всеми возможными способами (число объектов остается неизменными, меняется только их порядок). Получившиеся комбинации называются перестановками, а их число равно
$$P_n=n!=1\cdot 2\cdot 3 \cdot . \cdot (n-1) \cdot n$$
Символ $n!$ называется факториалом и обозначает произведение всех целых чисел от $1$ до $n$. По определению, считают, что $0!=1, 1!=1$.
Для нахождения числа перестановок в Excel можно использовать одну из двух функций:
=ПЕРЕСТ($n$;$n$) или =ФАКТР($n$) , где $n$ - число переставляемых объектов.
Задача. Сколькими способами можно расставить 10 различных книг на одной полке?
Вводим число объектов 10 и получаем ответ: 3628800 способов.
В режиме формул это выглядит так:
Перестановки с повторениями в Excel
Пусть имеется $n$ объектов различных типов: $n_1$ объектов первого типа, $n_2$ объектов второго типа. $n_k$ объектов $k$-го типа. Сколькими способами можно переставить все объекты между собой?
Будем переставлять $n$ объектов всеми возможными способами (их будет $n!$). Но так как некоторые объекты совпадают, итоговое число будет меньше. В частности, $n_1$ объектов первого типа можно переставлять между собой $n_1!$ способами, но они не меняют итоговую перестановку. Аналогично для всех остальных объектов, поэтому число перестановок с повторениями есть
Для нахождения числа перестановок в Excel будем использовать функцию =ФАКТР() , которая находит факториал чисел и обычные действия ( умножение, деление ).
Задача. Сколько различных слов можно составить из букв слова "колокол"?
Вводим число букв $n=7$, а также $n_1=2$ (2 буквы "к"), $n_2=3$ (3 буквы "о"), $n_3=2$ (2 буквы "л"), и получаем ответ: 210 слов.
В режиме формул это выглядит так:
Размещения в Excel
Пусть имеется $n$ различных объектов. Будем выбирать из них $k$ объектов и переставлять всеми возможными способами между собой (то есть меняется и состав выбранных объектов, и их порядок). Получившиеся комбинации называются размещениями из $n$ объектов по $k$, а их число равно
Для нахождения числа размещений в Excel используем функцию =ПЕРЕСТ($n$;$k$) .
Задача. В группе учится 10 студентов. Нужно выбрать из них 3 человек на должности старосты, заместителя и дежурного. Сколькими способами можно это сделать?
Вводим $n=10$, $k=3$ и получаем ответ: 720 способов.
В режиме формул это выглядит так:
Размещения с повторениями в Excel
Число размещений с повторениями из $n$ объектов по $k$ можно найти по формуле
Для вычисления в Excel используем функцию =СТЕПЕНЬ($n$;$k$) .
Задача. Сколько трехзначных номеров можно составить для автомобилей, используя все возможные цифры от 0 до 9?
Вводим $n=10$ (количество возможных цифр), $k=3$ (количество цифр в номере) и получаем ответ: 1000 номеров.
В режиме формул это выглядит так:
Сочетания в Excel
Пусть имеется $n$ различных объектов. Будем выбирать из них $k$ объектов все возможными способами (то есть меняется состав выбранных объектов, но порядок не важен). Получившиеся комбинации называются сочетаниями из $n$ объектов по $k$, а их число равно
Для нахождения числа сочетаний в Excel используем функцию =ЧИСЛКОМБ($n$;$k$) .
Задача. В поход пошло 10 учеников. Нужно выбрать из них 3, которые понесут флажки. Сколькими способами можно это сделать?
Вводим $n=10$, $k=3$ и получаем ответ: 120 способов.
В режиме формул это выглядит так:
Сочетания с повторениями в Excel
Количество сочетаний с повторениями из $n$ объектов по $k$ можно найти по формуле
Для вычисления в Excel используем функцию =ЧИСЛКОМБ($n+k-1$;$k$) .
Задача. В магазине продаются мячики трех цветов: желтые, красные и синие. Родительский комитет собирается купить 10 мячиков. Сколько возможных вариантов выбора у них есть?
Вводим $n=3$ (вида объектов), $k=10$ (нужно выбрать) и получаем ответ: 66 способов.
Комбинаторика - это наука, с который каждый встречается в повседневной жизни: сколько способов выбрать 3 дежурных для уборки класса или сколько способов составить слово из данных букв. В целом, комбинаторика позволяет вычислить, сколько различных комбинаций, согласно некоторым условиям, можно составить из заданных объектов (одинаковых или разных).
Как наука комбинаторика возникла еще в 16 веке, а теперь ее изучает каждый студент (и зачастую даже школьник). Начинают изучение с понятий перестановок, размещений, сочетаний (с повторениями или без), на эти темы вы найдете задачи и ниже. Наиболее известные правила комбинаторики - правила суммы и произведения, которые чаще всего применяются в типовых комбинаторных задачах.
Ниже вы найдете несколько примеров задач с решениями на комбинаторные понятия и правила, которые позволят разобраться с типовыми заданиями. Если есть трудности с задачами - заказывайте контрольную по комбинаторике.
Калькуляторы онлайн и примеры
Задачи по комбинаторике с решениями онлайн
Задача 1. У мамы 2 яблока и 3 груши. Каждый день в течение 5 дней подряд она выдает по одному фрукту. Сколькими способами это может быть сделано?
Задача 2. Предприятие может предоставить работу по одной специальности 4 женщинами, по другой - 6 мужчинам, по третьей - 3 работникам независимо от пола. Сколькими способами можно заполнить вакантные места, если имеются 14 претендентов: 6 женщин и 8 мужчин?
Задача 3. В пассажирском поезде 9 вагонов. Сколькими способами можно рассадить в поезде 4 человека, при условии, что все они должны ехать в различных вагонах?
Задача 4. В группе 9 человек. Сколько можно образовать разных подгрупп при условии, что в подгруппу входит не менее 2 человек?
Задача 5. Группу из 20 студентов нужно разделить на 3 бригады, причем в первую бригаду должны входить 3 человека, во вторую — 5 и в третью — 12. Сколькими способами это можно сделать.
Задача 6. Для участия в команде тренер отбирает 5 мальчиков из 10. Сколькими способами он может сформировать команду, если 2 определенных мальчика должны войти в команду?
Задача 7. В шахматном турнире принимали участие 15 шахматистов, причем каждый из них сыграл только одну партию с каждым из остальных. Сколько всего партий было сыграно в этом турнире?
Задача 8. Сколько различных дробей можно составить из чисел 3, 5, 7, 11, 13, 17 так, чтобы в каждую дробь входили 2 различных числа? Сколько среди них будет правильных дробей?
Задача 9. Сколько слов можно получить, переставляя буквы в слове Гора и Институт?
Задача 10. Каких чисел от 1 до 1 000 000 больше: тех, в записи которых встречается единица, или тех, в которых она не встречается?
Читайте также: