Esercizi calcolo combinatorio

Di seguito una serie di esercizi sul calcolo combinatorio. E’ possibile consultare la teoria al seguente link.

LE PERMUTAZIONI CON RIPETIZIONI

Es.82 pag.28 alfa

Quanti anagrammi, anche senza significato, si possono formare con le lettere della parola CARTELLA? Quanti di essi iniziano e finiscono per A? Quanti iniziano per CE?

Sono le permutazioni di 8 oggetti con 2 (AA) + 2 (LL) oggetti ripetuti:
P^{(2,\;2)}_8=\frac{8!}{2!\cdot 2!}=

\frac{40320}{4}=10080

Se ora togliamo le due A (per poi metterle a inizio e fine anagramma) rimane la parola CRTELL con la quale è possibile fare le permutazioni di 6 oggetti con 2 (LL) oggetti ripetuti:
P^{2}_6=\frac{6!}{2!}=

\frac{720}{2}=360

Se ora invece dalla parola togliamo le lettere CE (per poi metterle a inizio anagramma) rimane la parola ARTLLA con la quale è possibile fare le permutazioni di 6 oggetti con 2 (AA) + 2 (LL) oggetti ripetuti:
P^{(2\;,2)}_6=\frac{6!}{2!\cdot 2!}=

\frac{720}{4}=180

LE COMBINAZIONI SEMPLICI

Es.110 pag.31 alfa

Calcola in quanti modi si possono estrarre quattro carte da un mazzo da quaranta.
Si tratta di una combinazione semplice
C{40\choose 4} =\frac{D_{40,\;4}}{P_4}=

\frac{40\cdot 39\cdot 38\cdot 37}{4!}=

\frac{2193360}{24}=390

Es.111 pag.31 alfa

In quanti modi si possono estrarre cinque carte di fiori da un mazzo di cinquantadue carte?
In un mazzo di carte francesi da 52 carte ogni seme ha 13 carte, quindi per estrarre cinque carte di fiori avremo:
C{13\choose 5} =\frac{D_{13,\;5}}{P_5}=

\frac{13\cdot 12\cdot 11\cdot 10\cdot 9}{5!}=

\frac{15440}{120}=1287

Es.112 pag.31 alfa

In quanti modi si possono estrarre cinque carte nere da un mazzo di cinquantadue carte?
Le carte nere in un mazzo da 52 sono 26 (13 di fiori e 13 di picche) per cui avremo:
C{26\choose 5} =\frac{D_{26,\;5}}{P_5}=

\frac{26\cdot 25\cdot 24\cdot 23\cdot 22}{5!}=

\frac{7893600}{120}=65780

Es.113 pag.31 alfa

Calcola in quanti modi si possono estrarre cinque carte di fiori o cinque carte di picche da un mazzo di cinquantadue carte.
per i fiori avremo 5 carte su 13
C{13\choose 5} =\frac{D_{13,\;5}}{P_5}=

\frac{13\cdot 12\cdot 11\cdot 10\cdot 9}{5!}=

\frac{15440}{120}=1287

ma anche per i quadri avremo 5 carte su 13 per cui il risultato finale sarà quello ottenuto per i fiori moltiplicato 2 (poichè vale anche per i quadri)

2\cdot C{13\choose 5} =

2\cdot \frac{D_{13,\;5}}{P_5}=

2\cdot \frac{13\cdot 12\cdot 11\cdot 10\cdot 9}{5!}=

2\cdot \frac{15440}{120}=2574

Es.114 pag.31 alfa

Calcola quanti sono i sottoinsiemi di quattro elementi di un insieme costituito da sei.
C{6\choose 4} =\frac{D_{6,\;4}}{P_4}=

\frac{6\cdot 5\cdot 4\cdot 3}{4!}=

\frac{360}{24}=15

Es.204 pag.38 alfa

Devi costruire il codice pin del tuo cellulare nuovo; vuoi scegliere quattro delle dieci cifre, non ripetendone alcuna. Quanti possibili codici puoi inventare?

Bisogna calcolare tutti i possibili gruppi che si possono formare con 4 elementi presi fra 10 senza ripetizioni. Si tratta quindi di disposizione semplice di 10 elementi distinti di classe 4 (presi a 4 a 4):
D_{10,\;4}=10\cdot 9\cdot 8\cdot 7=5040

PROBLEMI DI CALCOLO COMBINATORIO

Es.205 pag.38 alfa

In partenza per le vacanze, devi inserire la combinazione per chiudere e aprire la tua valigia. Il numero deve contenere sei cifre, anche ripetute. Quante sono le possibili combinazioni?

Bisogna calcolare tutti i possibili gruppi che si possono formare con 6 elementi presi fra 10 anche con ripetizioni. Si tratta quindi di disposizione con ripetizione di 10 elementi distinti di classe 6:
D'_{10,\;6}=10^6=1000000

Es.209 pag.38 alfa

A una festa cui partecipano quindici ragazzi si fa un brindisi. Se ciascuna persona fa incontrare il suo bicchiere con quello di tutte le altre, quanti «cin-cin» si fanno?

Essendo in tutto 15 persone che fanno cin-cin a 2 alla volta avremo una disposizione semplice di 15 elementi distinti di classe 2:

D_{15,\;2}=15\cdot 14=210
Così facendo avremmo però contato due volte gli eventi come “A brinda con B” e “B brinda con A”, che invece sono due brindisi equivalenti, solamente visti in ordine diverso. Per eliminare la ridondanza è sufficiente dividere per 2. Per cui i cin cin saranno:
\frac{D_{15,\;2}}{2}=

\frac{15\cdot 14}{2}=

\frac{210}{2}=55

In definitiva se abbiamo n persone a brindare, allora avremmo le seguenti coppie di Cin-Cin:
\frac{n\cdot(n-1)}{2}

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