Combinatoria

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COMBINATORIA

TÉCNICAS DE RECUENTO

En ocasiones tenemos que estudiar las diferentes formas de contar, ordenar y agrupar, conjuntos finitos numerables, siguiendo unas determinadas reglas o condiciones.

Según las características de las agrupaciones a realizar, y de la naturaleza de los elementos a considerar, podemos utilizar:

VARIACIONES, COMBINACIONES y PERMUTACIONES

.

Cuando empleamos técnicas de recuento en ocasiones solemos utilizar diagramas de árbol para poder interpretar gráficamente el problema planteado.

VARIACIONES CON REPETICIÓN

Sean A un conjunto finito con n elementos (n > 0) y r un número natural. Una

VARIACIÓN CON REPETICIÓN DE ORDEN r de A

, es una lista

ordenada

de r elementos (a 1 , a 2 , ..., a r ) de A (

que pueden ser iguales

).

Ejemplo 1.

Las variaciones con repetición de dos vocales que podemos formar con las cinco vocales V = { a, e, i, o, u} son: {a,a}, {a,e}, {a,i}, {a,o}, {a,u}, {e,a}, {e,e}, {e,i}, {e,o}, {e,u}, {i,a}, {i,e}, {i,i}, {i,o}, {i,u}, {o,a}, {o,e}, {o,i}, {o,o}, {o,u}, {u,a}, {u,e}, {u,i}, {u,o}, {u,u}.

Ver diagrama de árbol

VARIACIONES SIN REPETICIÓN

Sean A un conjunto finito con n elementos (n > 0) y r un número natural (r  n ). Una

VARIACIÓN SIN REPETICIÓN DE ORDEN r de A

, es una lista

ordenada

de r elementos (a 1 , a 2 , ..., a r ) de A (

que no pueden ser iguales

) .

Ejemplo 2.

Las variaciones sin repetición de dos vocales que podemos formar con las cinco vocales V = { a, e, i, o, u} son: {a,e}, {a,i}, {a,o}, {a,u}, {e,a}, {e,i}, {e,o}, {e,u}, {i,a}, {i,e}, {i,o}, {i,u}, {o,a}, {o,e}, {o,i}, {o,u}, {u,a}, {u,e}, {u,i}, {u,o}.

Ver diagrama de árbol

CÁLCULO DE VARIACIONES

El número de variaciones con repetición de orden r de un conjunto de n elementos es:

Ejemplo 3.

VR n r

n r

El número de cifras de tres dígitos repetidos o no , que se pueden formar con los dígitos {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} es:

3 9 El número de variaciones sin repetición de orden r de un conjunto de n elementos es:

V n r

(

n

n

n

 

n

r

 1)

Ejemplo 4.

El número de cifras de tres dígitos sin repetición, que se pueden formar con los dígitos {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} es:

9 3  

PERMUTACIONES SIN REPETICIÓN

Sean A un conjunto finito con n elementos (n > 0), una

PERMUTACIÓN CON REPETICIÓN DE A

, es una variación sin repetición de todos los elementos de A.

El número de permutaciones sin repetición de n elementos es:

P n

V n n

 (

n

n

n

n

!

Ejemplo 5. Al abrir el banco, hay 7 personas esperando. Si no se han ordenado previamente, para ser atendidos cuanto colas distintas posibles se pueden generar es:

Como:

P n

P =7!=5040

7 

V n r

 

n

r

!

(

n

1) ... (

n

r

n

r

!

n

!

Se deduce:

V n r

n

!

(

n

r

)!

PERMUTACIONES CON REPETICIÓN

Sea A = { a r , a r , … , a r , a s , a s , … , a s , … , a t , a t , … , a t } un conjunto finito con n elementos (n > 0), en el cual hay r elementos repetidos a r , s elementos repetidos a s , … , t elementos repetidos a t . Una

PERMUTACIÓN CON REPETICIÓN DE A

, es una variación de todos los elementos de A, incluidos los que se repiten.

El número de permutaciones de n elementos con r repeticiones, s repeticiones, … , t repeticiones es:

P n

, ,...,

t

n

!

Ejemplo 6. ¿Cuántos permutaciones podemos formar con los dígitos Solución: {1, 1, 2, 2, 2, 3, 3} ?

P

7 2,3,2

= 7!

=210

COMBINACIONES SIN REPETICIÓN

Sean A un conjunto finito con n elementos (n > 0) y r un número natural (r  n ). Una

COMBINACIÓN SIN REPETICIÓN DE ORDEN r DE A

, es una lista

no necesariamente ordenada

de r elementos (a 1 , a 2 , ..., a r ) de A (

que no pueden ser iguales

) .

Ejemplo 7. Las combinaciones sin repetición de dos vocales que podemos formar con las cinco vocales V = { a, e, i, o, u} son: (a,e), (a,i), (a,o), (a,u), (e,i), (e,o), (e,u), (i,o), (i,u), (ou) Ver diagrama de árbol

El número de combinaciones sin repetición de orden r de un conjunto de n elementos es:

C n r

V n r P r

n

!

( — )!

r

!

r n

!

 — )!

Ejemplo 8 .

¿Cuántos parejas de tenis se pueden formar con siete jugadores?.

SOLUCIÓN:

2

C =

7

7!

=21

NÚMEROS COMBINATORIOS.

Para cada par de números naturales r, n (r  n ) al número

C n r

se le denomina NÚMERO COMBINATORIO

n

  

C n r

r n

!

)!

n r

: 

Ver propiedades de números combinatorios .

Ver Triángulo de Tartaglia .

Calculo combinatorio con EXCEL .

Mas ayuda del tema de la página lasmatemáticas.es Videos del profesor Dr. Juan Medina Molina (http://www.dmae.upct.es/~juan/m atematicas.htm)

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