Διακριτά Μαθηματικά. Απαρίθμηση: Διωνυμικοί συντελεστές

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Διακριτά Μαθηματικά. Απαρίθμηση: Διωνυμικοί συντελεστές"

Αττις Βαρουξής
9 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Διακριτά Μαθηματικά Απαρίθμηση: Διωνυμικοί συντελεστές

2 Συνδυασμοί Το πλήθος των συνδυασμών r από n στοιχεία, C(n,r) συμβολίζεται και ως Ο αριθμός αυτός λέγεται και διωνυμικός συντελεστής Οι αριθμοί αυτοί εμφανίζονται σα συντελεστές στο ανάπτυγμα δυνάμεων διωνυμικών εκφράσεων όπως η (α+b) n

διωνυμικός συντελεστής Οι αριθμοί αυτοί εμφανίζονται σα

3 Διώνυμο Ανάπτυγμα διωνύμου Αλγεβρική παράσταση με 2 όρους λέγεται διώνυμο 1+x x+y s+t Υψώνοντας το διώνυμο σε κάποια ακέραια δύναμη n λαμβάνω πολυώνυμο βαθμού n (1+x) n (x+y) n (s+t) n Κάνοντας τις πράξεις (δηλ., αναπτύσσοντας) λαμβάνω άθροισμα που λέγεται ανάπτυγμα διωνύμου

λαμβάνω πολυώνυμο βαθμού n (1+x) n (x+y) n (s+t) n Κάνοντας τις

4 Ανάπτυγμα διωνύμου (1+x) 2 =(1+x)*(1+x)= 1+x+x+x 2 =1+2x+x 2 =1x 0 +2x 1 +1x 2 Για να σχηματίσω δυνάμεις του x, διαλέγω παρενθέσεις 1x 0 : Με πόσους τρόπους μπορώ να διαλέξω παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 0 ; Με 1 τρόπο: διαλέγοντας καμία παρένθεση Διαλέγω 0 από 2 παρενθέσεις με C(2,0) τρόπους 2x 1 : Με πόσους τρόπους μπορώ να διαλέξω παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 1 ; Με 2 τρόπους: διαλέγοντας τη μπλε παρένθεση ήτηνπράσινη παρένθεση Διαλέγω 1 από 2 παρενθέσεις με C(2,1) τρόπους 1x 2 : Με πόσους τρόπους μπορώ να παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 2 ; Με 1 τρόπο: διαλέγοντας και τη μπλε παρένθεση και την πράσινη παρένθεση Διαλέγω 2 από 2 παρενθέσεις με C(2,2) τρόπους (C(2,2) = C(2,0))

παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 1 ; Με 2 τρόπους: διαλέγοντας τη μπλε παρένθεση ήτηνπράσινη παρένθεση Διαλέγω 1 από 2 παρενθέσεις με C(2,1) τρόπους 1x 2 : Με πόσους τρόπους

5 Ανάπτυγμα διωνύμου (1+x) 3 = (1+x)*(1+x)*(1+x)= (1+2x+x 2 )*(1+x)= 1+x+2x+2x 2 +x 2 +x 3 = 1+3x+3x 2 +x 3 = 1x 0 +3x 1 +3x 2 +1x 3 Γιανασχηματίσωδυνάμειςτουx, διαλέγω παρενθέσεις 1x 0 : Με πόσους τρόπους μπορώ να διαλέξω παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 0 ; Με 1 τρόπο: διαλέγοντας καμία παρένθεση Διαλέγω 0 από 3 παρενθέσεις με C(3,0) τρόπους 3x 1 : Με πόσους τρόπους μπορώ να διαλέξω παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 1 ; Με 3 τρόπους: διαλέγοντας τη μπλε παρένθεση ήτηνπράσινη παρένθεση ήτηνκαφέ παρένθεση Διαλέγω 1 από 3 παρενθέσεις με C(3,1) τρόπους 3x 2 : Με πόσους τρόπους μπορώ να διαλέξω παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 2 ; Με 3 τρόπους: διαλέγοντας τη μπλε και την πράσινη παρένθεση ή διαλέγοντας τη μπλε και την καφέ παρένθεση ή διαλέγοντας την πράσινη και την καφέ παρένθεση Διαλέγω 2 από 3 παρενθέσεις με C(3,2) τρόπους (C(3,2) = C(3,1)) 1x 3 : Με πόσους τρόπους μπορώ να διαλέξω παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 3 ; Με 1 τρόπο: διαλέγοντας και τη μπλε παρένθεση και την πράσινη παρένθεση και την καφέ παρένθεση Διαλέγω 3 από 3 παρενθέσεις με C(3,3) τρόπους (C(3,3) = C(3,0))

παρενθέσεις για να σχηματίσω το x 1 ; Με 3 τρόπους: διαλέγοντας τη μπλε παρένθεση ήτηνπράσινη παρένθεση ήτηνκαφέ παρένθεση Διαλέγω 1 από 3 παρενθέσεις με C(3,1) τρόπους 3x 2 : Με πόσους τρόπους μπορώ

6 Ανάπτυγμα διωνύμου

7 Ανάπτυγμα διωνύμου

8 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Ποιος είναι ο συντελεστής του x 3 στο ανάπτυγμα του (1+x) 4 ; C(4,3)=4!/3!*1!=4 Ποιος είναι ο συντελεστής του x 4 στο ανάπτυγμα του (1+x) 4 ; C(4,4)=1 Ποιος είναι ο συντελεστής του x 2 στο ανάπτυγμα του (1+x) 4 ; C(4,2)=4!/2!*2!=6 Κάνοντας τις πράξεις: (1+x) 4 =1+4x+6x 2 +4x 3 +x 4

=4 Ποιος είναι ο συντελεστής του x 4 στο ανάπτυγμα του (1+x) 4 ; C(4,4)=1 Ποιος

9 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Ποιος είναι ο συντελεστής του x 3 στο ανάπτυγμα του (1+x) 6 ; C(6,3)=6!/3!*3!=20 Ποιος είναι ο συντελεστής του x 4 στο ανάπτυγμα του (1+x) 6 ; C(6,4)=6!/4!*2!=15 Ποιος είναι ο συντελεστής του x 2 στο ανάπτυγμα του (1+x) 6 ; C(6,2)=C(6,4)=15 Ποιος είναι ο συντελεστής του x 5 στο ανάπτυγμα του (1+x) 6 ; C(6,5)=C(6,1)=6 Κάνοντας τις πράξεις: (1+x) 6 =1+6x+15x 2 +20x 3 +15x 4 +6x 5 +x 6

=15 Ποιος είναι ο συντελεστής του x 2 στο ανάπτυγμα του (1+x) 6 ; C(6,2)=C(6,4)=15 Ποιος είναι ο

10 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Ποιος είναι ο συντελεστής του x 2 y στο ανάπτυγμα του (x+y) 3 ; Μπορώ να σχηματίσω το x 2 με όσους τρόπους μπορώ να διαλέξω 2 από τις 3 παρενθέσεις του (x+y) 3 C(3,2)=C(3,1)=3 ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ μπορώ να θέσω την ερώτηση για το y Μπορώ να σχηματίσω το y μεόσουςτρόπουςμπορώνα διαλέξω 1 από τις 3 παρενθέσεις του (x+y) 3 C(3,1)=3 Κάνοντας τις πράξεις: (x+y) 6 =x 3 +3x 2 y+3xy 2 +y 3

C(3,2)=C(3,1)=3 ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ μπορώ να θέσω την ερώτηση για το y Μπορώ να σχηματίσω το y

11 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Ποιος είναι ο συντελεστής του x 3 στο ανάπτυγμα του (x+y) 3 ; Μπορώ να σχηματίσω το x 3 με όσους τρόπους μπορώ να διαλέξω 3 από τις 3 παρενθέσεις του (x+y) 3 C(3,3)=1 ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ μπορώ να θέσω την ερώτηση για το y Μπορώ να σχηματίσω το y 0 με όσους τρόπους μπορώ να διαλέξω 0 από τις 3 παρενθέσεις του (x+y) 3 C(3,0)=1 Κάνοντας τις πράξεις: (x+y) 6 =x 3 +3x 2 y+3xy 2 +y 3

C(3,3)=1 ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ μπορώ να θέσω την ερώτηση για το y Μπορώ να σχηματίσω το y 0 με όσους τρόπους

12 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Ποιο είναι το ανάπτυγμα του (x+y) 4 ; Οσυντελεστήςτουόρουx 0 y 4 είναι C(4,0)=1 Οσυντελεστήςτουόρουx 1 y 3 είναι C(4,1)=4 Οσυντελεστήςτουόρουx 2 y 2 είναι C(4,2)=4!/2!*2!=6 Οσυντελεστήςτουόρουx 3 y 1 είναι C(4,3)=C(4,1)=4 Οσυντελεστήςτουόρουx 4 y 0 είναι C(4,4)=C(4,0)=1 Άρα: (x+y) 4 = C(4,0)*x 0 y 4 + C(4,1)*x 1 y 3 + C(4,2)*x 2 y 2 + C(4,3)*x 3 y 1 + C(4,4)*x 4 y 0 = 1*x 0 y 4 + 4*x 1 y 3 + 6*x 2 y 2 + 4*x 3 y 1 + 1*x 4 y 0 = y 4 + 4xy 3 + 6x 2 y 2 + 4x 3 y+ x 4

=6 Οσυντελεστήςτουόρουx 3 y 1 είναι C(4,3)=C(4,1)=4 Οσυντελεστήςτουόρουx 4 y 0 είναι C(4,4)=C(4,0)=1 Άρα: (x+y) 4 = C(4,0)*x

13 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Ποιος είναι ο συντελεστής του x 12 y 13 στο ανάπτυγμα του (x+y) 25 ; Μπορώ να σχηματίσω το x 12 με όσους τρόπους μπορώ να διαλέξω 12 από τις 25 παρενθέσεις του (x+y) 25 C(25,12)=25!/12!*13!= ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ μπορώ να θέσω την ερώτηση για το y Μπορώ να σχηματίσω το y 13 με όσους τρόπους μπορώ να διαλέξω 13 από τις 25 παρενθέσεις του (x+y) 3 C(25,13)=C(25,12)

του (x+y) 25 C(25,12)=25!/12!*13!=5.200.

14 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Ποιος είναι ο συντελεστής του x 12 y 13 στο ανάπτυγμα του (2x 3y) 25 ; Πρέπει να φτιάξω το ανάπτυγμα στη μορφή που γνωρίζω Οπότε το x στον τύπο είναι πλέον το 2x και το y στον τύπο είναι το 3y Για να ασχοληθώ με το συντελεστή του x 12 θέτω στον τύπο k=12 Ο όρος του αθροίσματος είναι: C(25,12)(2x) 12 ( 3y) = C(25,12) x 12 y 13 Επομένως, ο συντελεστής του όρου x 12 y 13 στο ανάπτυγμα του (2x 3y) 25 είναι: C(25,12)

ασχοληθώ με το συντελεστή του x 12 θέτω στον τύπο k=12 Ο όρος του αθροίσματος είναι: C(25,12)(2x) 12 ( 3y) 25 12 =

15 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα Πρέπει να φτιάξω το ανάπτυγμα στη μορφή που γνωρίζω Μπορώ να γράψω το ανάπτυγμα ως: (x 3 +1) 12 *x 12 Ψάχνω το σταθερό όρο του αναπτύγματος δηλ., το συντελεστή του x 0 Για να προκύψει από το ανάπτυγμα (x 3 +1) 12 *x 12 το x 0 πρέπει από τον παράγοντα (x 3 +1) 12 να ασχοληθώ με το x 12 και να προσδιορίσω το συντελεστή του Οπότε το x στον τύπο είναι πλέον το x 3 και το y στον τύπο είναι το 1 Για να ασχοληθώ με το συντελεστή του x 12 θέτω στον τύπο k=4 Ο όρος του αθροίσματος είναι: C(12,4)(x 3 ) = C(12,4) x 12 Επομένως, ο συντελεστής του όρου x 0 =x 12* x 12 στο ανάπτυγμα του (x 2 +1/x) 12 είναι: C(12,4)=12!/4!*8!=12*11*10*9/4*3*2*1=45*11=495

, το συντελεστή του x 0 Για να προκύψει από το ανάπτυγμα (x 3 +1) 12 *x 12 το x 0 πρέπει από τον παράγοντα (x 3 +1) 12 να ασχοληθώ με το x 12 και να προσδιορίσω το

16 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα

17 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα

18 Διωνυμικοί συντελεστές: παραδείγματα

19 Ιδιότητες διωνυμικών συντελεστών Τρόποι για να διαλέξω k από n αντικείμενα = Τρόποι για να διαλέξω n k από n αντικείμενα C(n,r): πλήθος τρόπων να επιλέξω τα r άτομα από τα n στα οποία θα δώσω καπέλα Μα αυτό είναι ίδιο με το να επιλέξω σε ποια n r άτομα από τα n δε θα δώσω καπέλο: C(n,n r)

τρόπων να επιλέξω τα r άτομα από τα n στα οποία θα δώσω καπέλα Μα αυτό

20 Ιδιότητες διωνυμικών συντελεστών Ταυτότητα του Pascal Πλήθος υποσυνόλων μεγέθους k ενός συνόλου Τ με n+1 στοιχεία Πώς σχηματίζονται αυτά τα υποσύνολα; Διαλέγω αυθαίρετο στοιχείο α του T Τα υποσύνολα του Τ με k στοιχεία μπορεί: να περιέχουν το α: οπότε διαλέγω k-1 στοιχεία από n+1-1 διαθέσιμα (αφού ήδη γνωρίζω ότι το α είναι στοιχείο των υποσυνόλων αυτών, διαλέγω τα υπόλοιπα k-1 στοιχεία τους από τα n+1-1 στοιχεία που μένουν εκτός του α) να μην περιέχουν το α: οπότε διαλέγω k στοιχεία από n+1-1 διαθέσιμα (αφού ήδη γνωρίζω ότι το α ΔΕΝ είναι στοιχείο των υποσυνόλων αυτών, διαλέγω και τα k στοιχεία τους από n στοιχεία εκτός του α)

α είναι στοιχείο των υποσυνόλων αυτών, διαλέγω τα υπόλοιπα k-1 στοιχεία τους από τα n+1-1 στοιχεία που μένουν εκτός του α) να μην περιέχουν το α: οπότε

21 Ιδιότητες διωνυμικών συντελεστών Ταυτότητα του Pascal = 5

22 Τρίγωνο του Pascal Αναδρομικός τύπος υπολογισμού διωνυμικών συντελεστών n n 1 n 1 n + = k 1 k k 1 αν 0 < k < n διαφορετικά

23 Τρίγωνο του Pascal: λειτουργία = V

24 Τρίγωνο του Pascal: λειτουργία Στο περίγραμμα μόνο Τρόποι να επιλέξω 0,1,2 από αυτά = V

25 Ασκήσεις (1) Πόσοιόροιυπάρχουνστοανάπτυγμα(x+y) 100 ; Οι όροι προκύπτουν περιέχουν το x υψωμένο σε κάθε δυνατή δύναμη από 0 έως και 100 στο ανάπτυγμα υπάρχουν 101 όροι

26 Ασκήσεις (2) Ποιος είναι ο συντελεστής του x 9 στο ανάπτυγμα (2 x) 19 ; Φτιάχνω το ανάπτυγμα στη μορφή που ξέρω Οπότε όπου x στον τύπο θα έχω x και όπου y θα έχω 2 Για να βρω το συντελεστή του όρου που περιέχει το x 9, θέτω k=9 στον τύπο Ο ζητούμενος συντελεστής είναι: C(19,9)*( 1) 9 *2 10 = C(19,9)*2 10

27 Ασκήσεις (3) Ποιος είναι ο συντελεστής του x 101 y 99 στο ανάπτυγμα (3x 2y) 200 ; Φτιάχνω το ανάπτυγμα στη μορφή που ξέρω Οπότε όπου x στον τύπο θα έχω 3x και όπου y θα έχω 2y Για να βρω το συντελεστή του όρου που περιέχει το x 101, θέτω k=101 στον τύπο Ο ζητούμενος συντελεστής είναι: C(200,101)*3 101 *( 2) 99 = C(200,101)*3 101 *2 99

28 Ασκήσεις (4)

29 Ασκήσεις (5) C(9,0) C(9,1) C(9,2) C(9,3) C(9,4) C(9,5) (C(9,6) C(9,7) C(9,8) C(9,9) C(9,0) C(9,1) C(9,2) C(9,3) C(9,4) C(9,4) (C(9,3) C(9,2) C(9,1) C(9,0)

30 Ασκήσεις (6)

31 Ασκήσεις (7) Διαλέγω πρώτα τα k στοιχεία από τα n και μετά ξεχωρίζω ένα από τα k Ξεχωρίζω ένα από τα n στοιχεία και μετά διαλέγω τα υπόλοιπα k-1 από τα υπόλοιπα n-1

32 Ασκήσεις (8) Κάνω πράξεις και υπολογίζω τις σχέσεις πριν και μετά το =

33 Ασκήσεις (9)

Σχετικά έγγραφα

Διακριτά Μαθηματικά. Ενότητα 5: Απαρίθμηση: Διωνυμικοί συντελεστές

Διακριτά Μαθηματικά. Ενότητα 5: Απαρίθμηση: Διωνυμικοί συντελεστές Διακριτά Μαθηματικά Εύη Παπαϊωάννου Σχολή Οργάνωσης και Διοίκησης Επιχειρήσεων Τμήμα Διαχείρισης Πολιτισμικού Περιβάλλοντος και Νέων Τεχνολογιών Σκοποί ενότητας Παρουσίαση βασικών εννοιών από: Απαρίθμηση