m matura-online.pl
MMAR-R0-100 Otwarte krótkie 3 pkt Trudność: ★★★★★

Zadanie 6

Matura z matematyki, maj 2024, poziom rozszerzony

Wymaganie: XI.R1 — zliczanie obiektów z wykorzystaniem reguł mnożenia i dodawania oraz wzorów na permutacje, kombinacje, wariacje.

Treść zadania

Rozważamy wszystkie liczby naturalne, w których zapisie dziesiętnym **nie powtarza się żadna cyfra** oraz **dokładnie trzy** cyfry są nieparzyste i **dokładnie dwie** cyfry są parzyste. Oblicz, ile jest takich liczb.

Źródło: arkusz CKE MMAR-R0-100. Otwórz oryginalny PDF

Co dokładnie liczymy?

  • Liczba naturalna (więc bez zer na początku)
  • Cyfry parami różne (każda max raz)
  • Dokładnie 3 cyfry nieparzyste i dokładnie 2 cyfry parzyste
  • Łącznie więc liczba ma 5 cyfr (3 + 2)

Dlatego liczba musi być pięciocyfrowa.

Cyfry nieparzyste dostępne: — pięć sztuk. Cyfry parzyste dostępne: — pięć sztuk.

Strategia — wszystkie minus zero-na-początku

Najprościej:

  1. Zliczyć wszystkie 5-cyfrowe ciągi (z 3 nieparzystymi i 2 parzystymi, parami różne) — w tym te zaczynające się od zera (czyli formalnie nie-naturalne).
  2. Odjąć te zaczynające się od zera.

Krok 1 — wszystkie 5-cyfrowe ciągi

Wybierz 3 cyfry nieparzyste z 5 dostępnych. Kombinacja (bez kolejności, bo dopiero ustawiamy je w cyfrach później):

Wybierz 2 cyfry parzyste z 5 dostępnych.

Ustaw wybrane 5 cyfr w 5 pozycjach. Permutacja 5-elementowa:

Wymnóż (reguła mnożenia):

Krok 2 — odejmij ciągi zaczynające się od zera

Jeśli pierwsza cyfra to , to:

  • jest jedną z dwóch wybranych cyfr parzystych — pozostaje wybrać jedną spośród pozostałych 4 parzystych ():
  • nieparzyste: jak wcześniej,
  • Mamy ustaloną pierwszą cyfrę () i 4 inne cyfry na pozostałych 4 pozycjach: permutacja :

Krok 3 — wynik

Odpowiedź: jest takich liczb.

Sposób alternatywny — bez odejmowania

Można od razu zliczać przypadki, w których pierwsza cyfra nie jest zerem. Dwa rozłączne podprzypadki:

Przypadek A: pierwsza cyfra parzysta różna od 0 (czyli z ):

(4 wybory pierwszej cyfry; potem 1 z pozostałych 4 parzystych; potem 3 z 5 nieparzystych; permutacja na 4 pozostałych pozycjach.)

Przypadek B: pierwsza cyfra nieparzysta:

(5 wyborów pierwszej cyfry nieparzystej; 2 z pozostałych 4 nieparzystych; 2 z 5 parzystych; permutacja na 4 pozostałych pozycjach.)

Pułapka — uwaga 1 z klucza CKE (0 punktów)

Jeśli rozpatrujesz liczby inne niż pięciocyfrowe (np. liczby 4-cyfrowe lub 6-cyfrowe) — CKE daje 0 punktów na całe zadanie. Treść mówi „dokładnie 3 nieparzyste + dokładnie 2 parzyste” — to dokładnie 5 cyfr.

Pułapka zera na początku

Klasyczny błąd to obliczenie tylko i wpisanie tej liczby jako wynik. To zawyża odpowiedź — zawiera ciągi z zerem na początku, które nie są liczbami naturalnymi.

Bezpieczna ścieżka: zawsze, gdy w zadaniu o liczbach jest możliwa „cyfra 0” wśród wybranych, sprawdź czy nie zaczyna ona liczby. Jeśli tak — albo odejmij (jak Sposób I), albo zlicz przypadki rozłącznie według pierwszej cyfry (jak Sposób II).

Punktacja CKE

  • 1 pkt — obliczenie ALBO ALBO jednego z przypadków P, N w sposobie alternatywnym.
  • 2 pkt — dodatkowo obliczenie obu i (lub obu P i N).
  • 3 pkt — pełna metoda + wynik .

Klucz uniwersalny — schemat zliczania ciągów z ograniczeniami

Pamiętaj o trzech fazach każdego takiego zadania:

  1. Wybierz odpowiednią liczbę elementów z każdej puli (kombinacje , bo kolejność wyboru nie ma znaczenia).
  2. Ustaw wybrane elementy (permutacja albo wariacja, jeśli rozróżniamy pozycje).
  3. Odejmij przypadki łamiące dodatkowe warunki (np. „zaczynające się od zera”).

Albo zamiennie — od razu rozbij na rozłączne klasy według trudnego warunku (jak w Sposobie II), żeby nie odejmować nic na końcu.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „kombinatoryka, zliczanie z ograniczeniami" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl