Тема . Количество способов, исходов, слагаемых и теория вероятностей

Метод шаров и перегородок

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела количество способов, исходов, слагаемых и теория вероятностей
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#67078

Старуха Шапокляк решила обзавестись коллекцией из 50 саквояжей. В магазине ей на выбор предложили оранжевые, зелёные, фиолетовые и голубые саквояжи. Сколькими способами она может сделать покупку? Саквояжи одного цвета считаются идентичными.

Источники: Ломоносов-2015, отборочный тур (см. olymp.msu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

В задаче фигурируют такие факты: цвета - четыре, в сумме объектов - пятьдесят. То есть задача сводится к уравнению вида a + b + c + d = 50, где a, b, c, d ≥ 0 и эти буковки обозначают количество саквояжей определенного цвета. При такой формулировке чаще всего вспоминают задачу о шарах и перегородках, которая является прообразом данной и хорошо иллюстрирует метод решения подобных задач. Как можно расположить "перегородки"? Сколько их надо и где их можно поставить?

Подсказка 2

Ну конечно, если цвета 4, то "перегородок" - 3. Объектов, которые мы будем набирать, 50 + 3 перегородки = 53, что означает, что нам нужно поставить 3 перегородки на 53 любых места - здесь поможет буква С :)

Подсказка 3

Возможно, у вас возник вопрос, а не упустили ли мы моменты, когда саквояжей какого-то определенного цвета просто нет? Нет, не упустили, ведь мы дали для перегородок именно 53 места, что означает, что сами перегородки можно ставить рядом - тогда это будет означать, что саквояжей какого-то цвета действительно ноль, на то a, b, c, d ≥ 0, а не просто >0.

Показать ответ и решение

Первое решение.

Пусть шары — это саквояжи. Перегородки между ними — разбиение 50  саквояжей по цветам. Рассмотрим случаи:

В первом случае в покупку входят саквояжи всех четырех цветов. Тогда поставим между 50  шарами 3  перегородки: число шаров, лежащих слева от первой перегородки, равно числу саквояжей первого цвета; число шаров, лежащих между первой и второй — второму и т.д. Мест для перегородок 49,  поэтому в этом случае получаем  3
C49  способов.

Во втором случае в покупке присутствуют саквояжи трёх из четырех цветов. Выбрать их  3
C4 =4  способа. Ставим 2  перегородки на 49  мест —  2
C49  способов. Итого в этом случае получаем  2
C49 ⋅4  способов.

В третьем случае в покупку входят саквояжи двух цветов. Есть  2
C4 = 6  их выбрать. Затем ставим одну перегородку между 50  шарами:   1
C49  способов. Итого в этом случае получаем 49⋅6.

В четвертом случае в покупку входят саквояжи только одного цвета. Есть 4  способа его выбрать

Суммируя способы во всех случаях, получаем C349+ C249⋅4+ 49⋅6 +4 =23426

Второе решение.

Старуха Шапокляк может взять школьную тетрадку в клетку и отметить там ряд из 53  клеток. Затем в произвольных 3  разных клетках этого ряда она ставит крестики. Передав этот листок продавцу, она ставит условие: число клеток, лежащее слева от первого крестика, равно числу саквояжей первого цвета; число клеток, лежащих между первым и вторым крестиком, равно числу саквояжей второго цвета, число клеток, лежащее правее третьего крестика, равно числу саквояжей 4  -ого цвета. При этом, если левее первого крестика, между какими-либо двумя крестиками, или правее 4  -го крестика нет клеток, значит, в покупке не будет саквояжей соответствующего цвета.

Тем самым число вариантов покупки равно числу способов расстановки 3  крестика на 53  различных позициях, то есть равно C353 = 5503!!⋅3! = 53⋅522⋅⋅351= 23426.

Ответ:

 23426

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!