Теория вероятностей и математическая статистика. Соппа М.С - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

13
Правило произведения. Предположим, что переменная i мо-
жет принимать одно из m значений, а переменная jнезависимо
от нее, одно из n значений. Сколько упорядоченных пар (i, j)
можно составить? Ответ получаем графически. Количество та-
ких пар равно количеству клеток таблицы и равно n · m.
Если независимых переменных не
две, а больше, то правило
произведения дает ответ, что количество упорядоченных комби-
наций (i
1
, i
2
, ..., i
p
) равно
n
1
· n
2
· ... · n
p
.
Пример. Опыт состоит в подбрасывании трех монет. Здесь
каждой из монет можно сопоставить переменную, которая при-
нимает два значения: Г или Ц. Значит p = 3, а каждая из i
1
, i
2
, i
3
принимает, независимо от других, ровно два значения, т.е.
n
1
= 2, n
2
= 2, n
3
= 2. Количество возможных элементарных исхо-
дов этого опыта:
n
1
· n
2
· n
3
= 2
3
= 8.
Полученный результат можно проверить и методом перебора.
Перестановки Р
n
все комбинации из n различных элемен-
тов, отличающиеся друг от друга только порядком следования
элементов.
Пример. Составим все перестановки карточек с надписан-
ными буквами А, В, С. Это АВС, АСВ, ВАС, ВСА, САВ, СВА, –
6 вариантов.
Формула для подсчета количества перестановок:
Р
n
= n! = 1 · 2 · 3 · ... · (n–2) · (n–1) · n. 3! = 6, 5! = 120.
Сочетания
m
n
С все комбинации, содержащие m предме-
тов, входящих в набор из n различных предметов, m n. Поря-
док следования предметов здесь безразличен.
j i
i
1
i
2
...
i
m
j
1
(i
1
, j
1
) (i
2
, j
1
) (i
m
, j
1
)
j
2
(i
1
, j
2
) (i
2
, j
2
) (i
m
, j
2
)
...
j
n
(i
1
, j
n
) (i
2
, j
n
) (i
m
, j
n
)
14
Пример. Составим все сочетания по три карточки из набора
А, В, С, D. Это АВС, АСD, АBD, ВСD. 4 варианта.
Формула для подсчета количества сочетаний:
=
=
)!(!
!
mnm
n
С
m
n
)()1()2(...321)1()2(...321
)1)(2(...321
mnmnmnmmm
nnn
=
.
Отметим, что всегда существует возможность сократить боль-
шое количество сомножителей. Например:
4
1321
4321
3
4
=
=С
.
Следует иметь в виду, что 0! = 1, поэтому
1
0
=
n
С , 1=
n
n
С , nС
n
=
1
.
Замечание. Если порядок следования в сочетаниях важен,
то такие комбинации называются
размещениями:
)!(
!
!
mn
n
mСА
m
n
m
n
==
. Выбрать трех студентов из группы в
10 человексочетания, а вот выбрать актив (спорторга, профор-
га и старосту) – размещения.
Комбинаторная схема. Пусть имеется совокупность пред-
метов двух сортов:
n – 1-го сорта и m – 2-го сорта. Требуется из
этой совокупности сделать выборку (взять часть предметов).
Сколько всего существует различных выборок, таких, что в них
ровно
p предметов 1-го сорта и q предметов 2-го сорта? Сколько
существует всего выборок, содержащих
p+q предметов, если не
следить за качественным составом выборки?
n – 1-го сорта m – 2-го сорта
p – 1-го сорта q – 2-го сорта
Решение. Выборок с заданным качественным составом будет
ровно
q
m
p
n
CС (1)
   Правило произведения. Предположим, что переменная i мо-                    Пример. Составим все сочетания по три карточки из набора
жет принимать одно из m значений, а переменная j – независимо             А, В, С, D. Это АВС, АСD, АBD, ВСD. 4 варианта.
от нее, одно из n значений. Сколько упорядоченных пар (i, j)                        Формула для подсчета количества сочетаний:
можно составить? Ответ получаем графически. Количество та-                                                                 n!
                                                                                                        С nm =                       =
ких пар равно количеству клеток таблицы и равно n · m.                                                              m!( n − m )!
                                                                                                         1⋅ 2 ⋅ 3⋅ ...⋅ (n − 2)(n −1)n
     j          i   i1          i2          ...        im                 =                                                                                        .
     j1             (i1, j1)    (i2, j1)               (im, j1)
                                                                            1⋅ 2 ⋅ 3⋅ ...⋅ (m − 2) ⋅ (m −1) ⋅ m ⋅1⋅ 2 ⋅ 3⋅ ...⋅ (n − m − 2) ⋅ (n − m −1) ⋅ (n − m)
     j2             (i1, j2)    (i2, j2)               (im, j2)           Отметим, что всегда существует возможность сократить боль-
     ...                                                                  шое количество сомножителей. Например: С43 = 1 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 4 = 4 .
     jn             (i1, jn)    (i2, jn)               (im, jn)                                                                  1 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅1
                                                                          Следует иметь в виду, что 0! = 1, поэтому Сn = 1 , Сn = 1 , Сn1 = n .
                                                                                                                      0        n

Если независимых переменных не две, а больше, то правило                       Замечание. Если порядок следования в сочетаниях важен,
произведения дает ответ, что количество упорядоченных комби-              то     такие      комбинации      называются       размещениями:
наций (i1, i2, ..., ip) равно                                               m     m
                                                                           Аn = Сn ⋅ m!=    n! . Выбрать трех студентов из группы в
                               n1 · n2 · ... · np.                                       (n − m)!
     Пример. Опыт состоит в подбрасывании трех монет. Здесь               10 человек – сочетания, а вот выбрать актив (спорторга, профор-
каждой из монет можно сопоставить переменную, которая при-                га и старосту) – размещения.
нимает два значения: Г или Ц. Значит p = 3, а каждая из i1, i2, i3             Комбинаторная схема. Пусть имеется совокупность пред-
принимает, независимо от других, ровно два значения, т.е.                 метов двух сортов: n – 1-го сорта и m – 2-го сорта. Требуется из
n1 = 2, n2 = 2, n3 = 2. Количество возможных элементарных исхо-           этой совокупности сделать выборку (взять часть предметов).
дов этого опыта:                                                          Сколько всего существует различных выборок, таких, что в них
                            n1 · n2 · n3 = 23 = 8.                        ровно p предметов 1-го сорта и q предметов 2-го сорта? Сколько
Полученный результат можно проверить и методом перебора.                  существует всего выборок, содержащих p+q предметов, если не
     Перестановки Рn – все комбинации из n различных элемен-              следить за качественным составом выборки?
тов, отличающиеся друг от друга только порядком следования
элементов.
     Пример. Составим все перестановки карточек с надписан-                                n – 1-го сорта                            m – 2-го сорта
ными буквами А, В, С. Это АВС, АСВ, ВАС, ВСА, САВ, СВА, –
6 вариантов.                                                                       p – 1-го сорта           q – 2-го сорта
     Формула для подсчета количества перестановок:
       Рn = n! = 1 · 2 · 3 · ... · (n–2) · (n–1) · n. 3! = 6, 5! = 120.   Решение. Выборок с заданным качественным составом будет
     Сочетания С nm – все комбинации, содержащие m предме-                ровно
тов, входящих в набор из n различных предметов, m ≤ n. Поря-                                       Сnp ⋅ Cmq                  (1)
док следования предметов здесь безразличен.

                                  13                                                                                 14