Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed eserciz

Messaggioda SalvoPc » 13/09/2011, 07:22

Buon giorno a tutti gli utenti.. giorno 22 settembre dovrei dare un esame di matematica all' università. Il compito riguarda diversi argomenti, ma quelli in cui ho problemi sono le relazioni ed il calcolo combinatorio (ed eccomi infatti qui a porre qualche domanda sul calcolo combinatorio).
Le mie intenzioni sarebbero quelle di capire le formule e la teoria (già studiata da me), e se possibile svolgere qualche esercizio insieme (del tipo posto l' esercizio ed il mio ragionamento ed eventualmente mi correggete). Ve ne sarei particolarmente grato.

Riguardo la teoria, potreste intanto "confermarmi" la differenza tra combinazioni, disposizioni e permutazioni?
1)Le combinazioni si usano quando devo creare dei piccoli gruppi dei quali non mi interessa l' ordine degli elementi:
La formula per quelle semplici, senza ripetizione, è: [tex] n!/((n-k)!k! [/text]
Esempio: A={a, b, c, d} (pongo n= 4 e k = 2)
Combinazione1 = {a,b}
Combinazione2 = {b,c}
...

2)Le disposizioni, invece, le dovrei usare per creare dei gruppi/sottogruppi...i cui elementi abbiano un ordine stabilito:
La formula per quelle semplici, senza ripetione, è: [tex] n!/(n-k)! [/text]
Esempio: A={i, c, o, a}
Disposizione1 = {c, i, a, o} (n= 4 e k = 4)
Disposizione2 = {a, i} (n = 4 e k=2)
...


3)Le permutazioni non ho capito a che servono :roll:

Ringrazio in anticipo :)
SalvoPc
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 1 di 10
Iscritto il: 12/09/2011, 20:20

Re: Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed ese

Messaggioda DajeForte » 13/09/2011, 16:38

Ciao; benvenuto/a. In alto trovi il regolamento (se non lo hai già letto) e una guida su come scrivere le formule (se ti dovesse servire). Comunque devi scrivere [/tex] e non [/text] alla fine del pezzo in formula. Puoi utilizzare anche i simboli di dollaro per includere le formule.

Veniamo al problema.
Generalmente si parte dalle permutazioni. Hai un insieme di n oggetti tutti distinti $A={A_1,A_2,...,A_n}$
Vuoi costruire un insieme che usi tutti gli oggetti di A ripetendoli ciascuno una volta sola.
Quindi avrai una "stringa" di arrivo di grandezza n dove in ciascun posto c'è uno degli $A_i$ e non li puoi ripetere.
Quante sono le possibili stringhe?
Be al primo posto posso mettere uno degli n oggetti; al secondo uno degli n-1 rimanenti, al terzo un degli n-2 rimanenti; cosi via; al penultimo ne sono rimasti 2; all'ultimo me ne rimane uno solo.
Quindi $n*(n-1)*(n-2)*...*2*1=n!$

Ad esempio hai {c,i,a,o} quante parole di 4 lettere puoi formare usando tutte le lettere (e quindi senza possibilità di ripeterle?) $4! =24$

2) Disposizioni: è la stessa situazione di prima dove però la stringa di arrivo non sarà più di lunghezza n ma di lunghezza k minore od uguale ad n.
Pensa alla stessa situazione: Come sciegli il primo elemento? Uno degli n. Come scegli il secondo 1 degli n-1 rimanenti; non arriverai più fino alla fine ma arriverai a come scelgo il k-1 esimo? Ne avrai piazzati k-2 quindi te ne rimangono n-(k-2) e quindi sceglierai uno degli n-(k-2); al kesimo sari rimasto con n-(k-1) oggetti.
Quindi $n*(n-1)*...*(n-k+1)=(n!)/((n-k)!)$.
Esempio A={c,i,a,o} n=4 e prendo k=2 qua le disposizioni sono 12
Prova ad elencartele; non sono poi tante. Fai attenzione che se consideri la stringa estratta {c,i} (ad esempio) questa sarà diversa da {i,c} nel senso che questo conteggio (disposizioni) è sensibile all'ordine del'insieme di arrivo.

Ti faccio notare che: nel caso delle permutazioni quello che è importante è l'ordine perchè userai tutti gli ogetti e quello che discrimina è l'ordine con il quale gli oggetti sono posizionati. Nele disposizioni importa anche la scelta delle lettere che hai utilizzato nel comporre la stringa (ovviamente conta anche poi l'ordine con la quale le lettere scelta compongono la stringa). Nelle permutazioni non c'è un problema di scelta perchè le sceglierai tutte; nelle disposizioni ne scegli alcune e poi tra queste scelte vedi coe sono ordinate.

Nelle combinazioni elimini il conteggio dell'ordine, ovvero scelti i k oggetti non è più rilevante l'ordine con i quali arrivano o della stringa Quindi {c,i} ed {i,c} nelle combinazioni sono visti come la stessa stringa.
Come le calcoli? Ora dovrebe essere semplice, prendi le disposizioni $n*(n-1)*...*(n-k+1)=(n!)/((n-k)!)$. In questa maniera come detto prima consideri anche l'ordinamento della stringa di lunghezza k. Data la stringa di lunghezza k (diciamo dell'insieme di arrivo) quante sono le possibili maniere di ordinare le k lettere scelte? le permutazioni di questo insieme ovvero $k!$; quindi per eliminare questo conteggio dell'ordine all'interno delle disposizioni, dividi il numero delle disposizioni per k! ed hai $((n),(k))=(n!)/(k!(n-k)!)$ che è coefficiente binomiale.

Ti ho scritto un papiro ma spero almeno di essere stato chiaro e che ti sia utile.
Tieni presente che in tutti questi conteggi è esclusa la possibilità di ripetere uno stesso oggetto; come si dice senza ripetizione.

Le mie intenzioni sarebbero quelle di capire le formule e la teoria (già studiata da me), e se possibile svolgere qualche esercizio insieme (del tipo posto l' esercizio ed il mio ragionamento ed eventualmente mi correggete). Ve ne sarei particolarmente grato.

Certamente; se si può, ti si da una mano ben volentieri!

Ciao e buona permanenza :smt039
DajeForte
Advanced Member
Advanced Member
 
Messaggio: 727 di 2489
Iscritto il: 27/05/2010, 01:12

Re: Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed ese

Messaggioda SalvoPc » 13/09/2011, 16:47

Ciao, innanzi tutto ti ringrazio...
ho dato una prima lettura al tuo messaggio e posso dirti che sei stato abbastanza chiaro...
Entro stasera voglio però comprendere molto bene quello che mi hai scritto e stasera stessa proverò a fare qualche esercizio..postando qui il ragionamento.

Per il papiro, beh...meglio! Ovviamente un messaggio più è lungo e più informazioni contiene! :)
Ti ringrazio ancora
SalvoPc
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 2 di 10
Iscritto il: 12/09/2011, 20:20

Re: Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed ese

Messaggioda SalvoPc » 13/09/2011, 20:42

Ok, eccomi qui... allora, ti dispiace se ricapitolo quanto ho appreso fino ad ora?
1)Permutazioni: mi servono per disporre tutti gli elementi di un insieme secondo un determinato ordine perchè dovendoli usare tutti cioè che distingue una permutazione dall' altra è appunto l' ordine, infatti {p, i, p , p, o} è diverso da {p, o, p, p, i} proprio per l' ordine delle lettere.

2)Disposizioni: stessa cosa di prima, ma nell' esempio di prima praticamente avevo n = k = 4, ora posso variare k, quindi scegliere il numero di lettere per ogni sottoinsieme (es, k = 3 ==> 3 lettere per insieme etc etc..). Giustamente man mano che li scelgo la mia "libertà di scelta" diminuisce, infatti la formula è:
\( \displaystyle n [1° scelta, ho tutti gli elementi] (n-1) [-1 perchè ho già scelto un elemento] .. (n-k+1) [l' ultimo elemento] \)
Esempio A={c,i,a,o} n=4 e prendo k=2 qua le disposizioni sono 12
Prova ad elencartele; non sono poi tante. Fai attenzione che se consideri la stringa estratta {c,i} (ad esempio) questa sarà diversa da {i,c} nel senso che questo conteggio (disposizioni) è sensibile all'ordine del'insieme di arrivo.

Dovrebbero essere queste:
{c,i}, {c,a}, {c,o}
{i,c}, {i,a}, {i,o}
{a,c}, {a,i}, {a,o}
{o,c}, {o,i}, {o,a}

3)Combinazioni: uguali alle permutazioni, ma non conta l' ordine... tornando all' esempio precendente, dovrei avere in tutto 6 sottogruppi, perchè {c,i} = {i,c}, {c,a} = {a,c}, {c,o} = {o,c}, {i,a} = {a,i}, {o,i} = {i,o}, {o,a} = {a,o} ed infatti, dividendo 12 (il risultato della frazione di prima) per 2 (visto che "sono uguali a 2 a 2"). Oppure, applicando la formula ottengo 24/[2(4-2)] = 6

Penso di aver capito bene tutto fino ad ora, potresti spiegarmi le ripetizioni ora?
ti ringrazio, sei stato gentilissimo
SalvoPc
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 3 di 10
Iscritto il: 12/09/2011, 20:20

Re: Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed ese

Messaggioda DajeForte » 14/09/2011, 10:42

C'è una precisazione fondamentale da fare; la parola "pippo" contiene tre lettere uguali e quindi non corrispondono ad oggetti distinti (a meno che non consideri le tre "p" perchè magari una blu, una gialla ed una rossa; ma a quel punto torni in oggetti distinti). Infatti se cambi la "i" con la "o" ottieni "poppi" (oppure se cambi la "i" con "p" la prima "p" è lo stesso) ma se cambi due "p" la stringa ti ridà "pippo" e quindi non è cambiata.
Come fare? C'è una piccola generalizazione della permutazione.

Si considerano $A_1,A_2,...,A_r$ oggetti distinti e $n_1,n_2,...,n_r$ che sono il numero di volte che l'oggetto i compare (quindi è maggiore uguale ad 1). Nel caso di "pippo" sarebbe: r=3 perchè hai tre lettere distinte (p,i,o) ed $n_1=3$ (perchè hai tre p) ed gli altri uguali ad uno perchè ovviamente hai una sola i, ed una sola o.
Si fissa $n=n_1+n_2+...+n_r$ è il numero di lettere in totale (qua n=5) il numero di permutazioni sono: $(n!)/(n_1!*n_2!*...*n_r!)$ (questo si chiama coefficiente multinomiale); la motivazione non è difficile; me la sapresti dare?

Ora questo concetto si può applicare anche a disposizioni e combinazioni anche se non so se c'è una formula; diciamo che io le calcolo andando a fare dei ragionamenti sulle distribuzioni delle lettere. Sapresti te fare qualcosa (Consiglio: però non ti confondere questo non dovree essere una cosa molto frequente; vedi te però eè meglio che ti fissi i concetti base e dopo ragioni su questi).

Tornando a quello che hai scritto; si le permutazioni e puoi vedere come le disposizioni con k=n.
3)Combinazioni: uguali alle permutazioni, ma non conta l' ordine...

Volevi dire disposizioni e non permutazioni credo. Comunque è giusto quello che dici.

Con ripetizione. Questo significas che puoi ripetere degli ogetti gia messi.
Non parlerò di permutazioni perchè queste come detto in precedenza sono legate alle disposizioni.
Osservazione: Se hai i due insiemi {p,i,o} ed {p,i,p,p,o} il numero di disposizioni e combinazioni (di lunghezza k) provenienti dai due insiemi sono uguali. Infatti potendo ripetere la p (ed anche la i e la o) non importa se ne avevi 1,2,3,35,473,... tanto la puoi ripetere quante vote ti pare.

Quindi consideriamo n oggetti distinti tra loro. Creeremo una stringa di lunghezza k. Innanzitutto potendo ripetere la lunghezza k può essere maggiore di n (cosa non vera nel caso senza ripetizione; al massimo usi quelle che hai).

Quante sono il numero di disposizioni? $n^k$. Perchè? stesso ragionamento di prima: al primo hai n ogetti e ne potrai mettere uno degli n; al secondo hai ancora n oggetti perchè puoi ripetere quello scelto; e cosi via k volte.

Per le combinazioni la cosa non è del tutto banale; neanche da spiegare ti rinvia a questa dispensetta che ti invito a leggere (fai attenzione che ha usato una nomenclatura leggermente differente; cerca di leggerlo con calma e se non ti ritrovi con quello che ti ho scritto scrivi che lo vediamo insieme). In fondo ci sono le combinazioni con ripetizione.

http://w3.uniroma1.it/aristide.sanmarti ... torics.pdf

Ciao
DajeForte
Advanced Member
Advanced Member
 
Messaggio: 728 di 2489
Iscritto il: 27/05/2010, 01:12

Re: Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed ese

Messaggioda SalvoPc » 14/09/2011, 19:19

Perfetto, intanto vi ringrazio nuovamente per le ottime spiegazioni che mi state dando, mentre mi dedico alla guida che mi avete postato vorrei postare un esercizio che ho fatto oggi:
Siano A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4 otto squadre di calcio che devono giocare contemporaneamente 8 partite. In quanti modi possono essere effettuati gli accoppiamenti per le 4 partite sotto la condizione che la scquadra A1 possa giocare soltanto con una delle squadre B1, B2, B3, B4?
[60]
[105]
[96]
[124]
[nessuna delle altre risposte]
Allora, il mio ragionamento è:
1) Devo usare tutte le squadre (quindi tutti gli elementi)
2) Non c'è ripetizione
3) Non conta l' ordine

Allora, intanto A1 che mi impone il vincolo potra accoppiarsi con quattro squadre, quindi nel risultato avrò 4 x ........
Poi, penso che si tratti di disposizioni semplici, quindi applico la formula n (n-1)... (n-k+1) ed ottengo 6 x 5 = 30
moltiplicato per il 4 di prima ottengo 120.... penso sia sbagliato.
Andando per logica invece ottengo 60, perchè:
4 (A1 con le squadre b) x 5 (A2 si può accoppiare in 5 modi diversi) x 3 (A3 si può accoppiare in 3 modi diversi) x 1 (A4 si può accoppiare solo con l' ultima squadra)
Ma con la formula non ci riesco... :(
ringrazio anticipatamente

Edit:
Forse ho fatto qualche errore di calcolo, perchè applicando l' altra formula: \( \displaystyle n! / k! (n-k)! \) ottengo 15 x 4 = 60
SalvoPc
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 4 di 10
Iscritto il: 12/09/2011, 20:20

Re: Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed ese

Messaggioda DajeForte » 15/09/2011, 10:59

Guarda è giusto il 60. Il ragionamento logico secondo me è il migliore.

Se vuoi fare una ragionamento con le formule potresti fare così:
Considera le 6 squadre rimanenti.

A1,A2,A3,B1,B2,B3 (le ho chiameate così). Considera un insieme formato da due 1; due 2; due 3, ovvero I={1,1,2,2,3,3}.

Ora costruisci una sestupla con quei sei numeri tipo (2,3,1,1,2,3) (è una permutazione dove abbiamo oggetti ripetuti); associo a questa sestupla (ed ad ogni altra possilbile) il primo elemento con la prima squadra; il secondo con a seconda; e cosi via.

Quindi per quella particolare sestupla abbiamo gli accoppiamenti (A1,B2), (A2,B3), (A3,B1). Quindi quando hannop numeri uguali si scontrano. Quanti modi possiamo permutare quei numeri? $(6!)/(2!2!2!)=90$ In questa maniera c'è però un conteggio di troppo: infatti se scambio i due con i tre gli accoppiamenti sono gli stessi; ad esempio considerando (1,3,2,2,1,3) (ho scamiato gli 1 con i 2) gli accoppiamenti sono gli stessi. Sarebbe come dire al numero uno è associato San Siro; al due L'olimpico al 3 il Delle Alpi; ma se ho gli stessi incontri in stadi diversi non mi interessa. Dobbiamo eliminare questo conteggio ovviamente permutando gli stadi ovvero dividere il 90 per $3! =6$ ed ottenere 15.

Potevi anche dire ho le 6 squadre rimanenti ne scelgo due con e combinazioni $((6),(2))=15$; me ne rimangono 4 ne scelgo altre due $((4),(2))=6$; ne rimangono due ne scelgo due $((2),(2))=1$. In questa maniera però tieni in considerazione l'ordine di uscita delle coppie. Devi quindi poi togliere l'ordine (permutazioni) delle tre coppie (e lo stesso conteggio degli stadi).

Mi stavo chiedendo il perchè del coefficiente binomiale restituisca il valore corretto ma credo sia un caso perchè se hai solo 4 squadre A,B,C,D hai che $((4),(2))=6$
ma i possibili accoppiamenti sono 3 e sono

(A,B)(C,D)
(A,C)(B,D)
(A,D)(B,D) e questo mi pare ovvio perchè una volta scelta l'avversaria di una l'altra coppia è automaticamente formata.
DajeForte
Advanced Member
Advanced Member
 
Messaggio: 735 di 2489
Iscritto il: 27/05/2010, 01:12

Re: Differenze Combinazioni/Disposizioni/Permutazioni ed eserciz

Messaggioda Frasandro » 13/03/2016, 10:53

in poche parole, il coefficiente binomiale e le combinazioni semplici sono la stessa cosa... o mi sbaglio? :roll: :|

Buona domenica :-)
Frasandro
Average Member
Average Member
 
Messaggio: 167 di 516
Iscritto il: 20/04/2015, 08:58


Torna a Statistica e probabilità

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite