Теория вероятностей случайные события

1.Элементы комбинаторики.

Пусть задано некоторое множество , состоящее из элементов.

Определение 1.1. Перестановкой из элементов называется всякий упорядоченный набор, состоящий из всех элементов множества .

Пример 1.1. Турнирная таблица Чемпионата России по футболу представляет собой перестановку из 16 элементов.

Теорема 1.1. Если – число всех возможных перестановок из элементов, то

. (1.1)

Доказательство. Действительно, на первое место возможно выбрать элемент способами; если на первое место элемент уже выбран, то на второе место можно выбрать элемент способами и т.д.

Определение 1.2. Размещением из элементов по , k называется всякий упорядоченный набор, состоящий из различных элементов множества .

Замечание 1.1. При k размещение превращается в перестановку.

Пример 1.2. Тройка призёров Чемпионата России по футболу представляет собой размещение из 16 элементов по 3.

Теорема 1.2. Если – число всех возможных размещений из элементов по , то

. (1.2)

Доказательство. Действительно, на первое место возможно выбрать элемент способами; если на первое место элемент уже выбран, то на второе место можно выбрать элемент способами и т.д., на -тое место можно выбрать элемент способами. Тогда

.

Определение 1.3. Размещением с повторениями из элементов по называется всякий упорядоченный набор, состоящий из элементов множества , среди которых могут быть и повторяющиеся.

Замечание 1.2. В определении 1.3 может быть и больше

Пример 1.3. Четырёхзначный цифровой код, в котором есть повторяющиеся цифры, является размещением с повторениями из 10 элементов по 4.

Пример 1.4. Двенадцатизначный цифровой код является размещением с повторениями из 10 элементов по 12.

Теорема 1.3. Если – число всех возможных размещений с повторениями из элементов по , то

. (1,3)

Доказательство теоремы очевидно.

Определение 1.4. Сочетанием из элементов по , k называется всякий неупорядоченный набор, состоящий из различных элементов множества .

Пример 1.5. Четвёрка дежурных, назначенных из группы в 25 человек, является сочетанием из 25 по 4.

Теорема 1.4. Если – число всех возможных сочетаний из элементов по , то

. (1.4)

Доказательство. Поскольку по определению сочетание – это неупорядоченный набор, то отождествляются всевозможные размещения из элементов по , состоящие из одних и тех же элементов, отличающиеся только порядком. Тогда

.

Понятие сочетания и формула (1.4) будет часто использоваться в курсе теории вероятностей.

Для полноты изложения приведём ещё одно определение и теорему.

Определение 1.5. Сочетанием с повторениями из элементов по называется всякий неупорядоченный набор, состоящий из элементов множества , среди которых могут быть и повторяющиеся.

Пример 1.6. Победители конкурса в номинациях при участниках являются примером сочетания с повторениями из элементов по .

Теорема 1.5. Если – число всех возможных сочетаний с повторениями из элементов по , то

. (1.5)

Доказательство этой теоремы опустим.