Variácie
Autor: @hyperbola
Varíacie poznáme s opakovaním a bez opakovania.
Varíacie Vk(n) bez opakovania
Varíacia k-tej triedy n-prvkovej množiny M je ľubovoľná usporiadaná k-tica vytvorená z prkvov tejto množiny tak, že každý prvok sa v danej k-tici môže vyskytnúť najviac raz.
Pýtame sa otázku: “Koľkými spôsobmi môžeme z n rôznych prvkov vybrať k-tice ak záleží na poradí, v akom budú?”
Vzorec:
Počet všetkých variácií k-tej triedy n-prvkovej množiny vypočítame nasledovným vzorcom
Povedané bežnou rečou:
n je celkový počet prvkov
k je počet prvkov v jednej triede, zvyčajne menej ako celkový počet prvkov
Pomôcka:
Či použiť varíacie bez opakovania si vieme overiť na základe týchto troch otázok:
- Používame všetky prvky súšasne? Nie
- Záleží na poradí prvkov? Áno
- Môžu sa prvky v danej k-tici opakovať? Nie
Pokiaľ nepoužívame všetky prvky súčasne, záleží nám na poradí prvkov a prvky sa v danej k-tici nemôžu opakovať jedná sa o variácie bez opakovania.
Variácie použité v praxi nájdete dole v riešených príkladoch.
Variácie V´k(n) s opakovaním
Varíacia s opakovaním k-tej triedy n-prvkovej množiny M je ľubovoľná usporiadaná k-tica vytvortená z prvkov tejto množiny tak, že každý prvok sa v danej k-tici môže vyskytnúť najviac k krát.
Pýtame sa otázku: “Koľkými spôsobmi môžeme z n-prvkovej množiny M vybrať k-tice, ak záleží na poradí vyberania a tieto objekty môžu byť vybraté aj viackrát?”
Vzorec:
Počet všetkých variácií k-tej triedy n-prvkovej množiny vypočítame nasledovným vzorcom:
Povedané bežnou rečou:
n je celkový počet prvkov
k je počet prvkov v jednej triede, zvyčajne menej ako celkový počet prvkov
Pomôcka:
Či použiť varíacie bez opakovania si vieme overiť na základe týchto troch otázok:
- Používame všetky prvky súšasne? Nie
- Záleží na poradí prvkov? Áno
- Môžu sa prvky v danej k-tici opakovať? Áno
Pokiaľ nepoužívame všetky prvky súčasne, záleží nám na poradí prvkov a prvky sa v danej k-tici môžu opakovať jedná sa o variácie s opakovaním.
Riešené príklady
Riešený príklad 1
V škole sa vyučuje 12 predmetov, žiaci majú mať v pondelok 4 hodiny. Koľko existuje možností rozvrhu, ktorý sa žiaci budú učiť v pondelok?
Riešenie
Jedná sa o variácie bez opakovania, to zistíme na základe toho, že žiaci sa nemôžu v pondelok učiť všetky predmety (učia sa iba 4 predmety z 12, prvá otázka), záleží v akom poradí sa žiaci budú tieto predmety učiť (druhá otázka) a v jeden deň sa žiaci nemôžu učiť dva rovnaké predmety (tretia otázka).
Vieme, že prvkov celkovo je 12 a z týchto prvkov vyberáme 4, takže zápis bude vyzerať takto:
n = 12 -> počet všetkých prvkov
k = 4 -> dĺžka nášho reťazca
Vk(n) = ? -> výsledný počet možností
Teraz stačí už len vypočítať podľa vzorca na výpočet Vk(n):
Odpoveď
Počet všetkých možností rozvrhu, ktorý sa môžu žiaci učiť v pondelok je 11 880.
Riešený príklad 2
V ASCII tabuľke sa nachádza dokopy 128 znakov. Koľko existuje možných kombinácií týchto znakov - hesiel, pokiaľ dĺžka hesla je 4 znaky a používať môžeme iba znaky z ASCII tabuľky?
Riešenie
Keďže v jednom hesle používame iba 4 znaky zo 128 (otázka prvá), záleží v akom poradí tieto znaky použijeme (heslo ahoj nie je to isté čo ahoj, otázka druhá) a znaky sa môžu v hesle opakovať (legitímne heslo je aj aaaa, otázka tretia) súdime, že sa jedná o variácie s opakovaním.
Vieme, že celkový počet znakov je 128 a vyberáme 4 znaky do jedného hesla. Môžeme si urobiť zápis:
n = 128
k = 4
V´k(n) = ?
Teraz stačí už len vypočítať podľa vzorca na výpočet V´k(n):
Odpoveď
Počet možností štvorznakového hesla z ASCII tabuľky je 268 435 456.