m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
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 jakakolwiek cyfra oraz dokładnie trzy cyfry są nieparzyste i dokładnie dwie cyfry są parzyste.

Zadanie 6. (0–3)

Oblicz, ile jest wszystkich takich liczb. Zapisz obliczenia.

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

Rozwiązanie

11 040

Typowy błąd / pułapka

Najgorszy błąd to pominięcie ograniczenia "liczba naturalna" — pierwsza cyfra ≠ 0. Zliczyć trzeba WSZYSTKIE permutacje 5 wybranych cyfr i ODJĄĆ te, które zaczynają się od zera. CKE wprost: jeśli rozpatrujesz liczby inne niż pięciocyfrowe — 0 punktów.

Strona arkusza CKE z tym zadaniem

Zadanie 6 - strona 9 arkusza CKE
Strona 9 arkusza CKE z trescia zadania 6. Na podstawie: CKE Oryginalny PDF CKE, str. 9

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

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.)

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