Korisnički Kontrolni Panel
Pogledajte svoj profil
Pogledajte svoje postove
ČPP
Prijavite se

Matematički forum na kojem možete da diskutujete o raznim matematičkim oblastima, pomognete drugima oko rešavanja zadataka, a i da dobijete pomoć kada vam zatreba


















Index stranica OSTALE MATEMATIČKE OBLASTI KOMBINATORIKA

Kuglice i kutija

[inlmath]{n\choose k}=\frac{n!}{\left(n-k\right)!k!}[/inlmath]

Re: Kuglice i kutija

Postod Sinus Versus » Subota, 09. Maj 2015, 18:56

Jaoo, slavljen bio desideri!! Hvala puno. : D Jasno sve, znači to na neku foru indukcije može da se radi? : D
Pogledala sam ovo iz kombinatorike, hvala, sad ću da probam da prokljuvim ovo drugo. : D
 
Postovi: 21
Zahvalio se: 10 puta
Pohvaljen: 5 puta

Sharuj ovu temu na:

Share on Facebook Facebook Share on Twitter Twitter Share on MySpace MySpace Share on Google+ Google+

Re: Kuglice i kutija

Postod Daniel » Subota, 09. Maj 2015, 23:04

Prvo, @Sinus Versus, dobrodošlica i od mene. :) Ali, moram odmah da te zamolim da se upoznaš s Pravilnikom našeg foruma – formule se ne kače kao screenshotovi, već se kucaju u Latexu. Osim toga, prilikom postavljanja zadatka, uvek treba da navedeš sve podatke u vezi s tim zadatkom koji su ti dostupni, uključujući i postupak iz zbirke i krajnji rezultat i da navedeš šta ti tačno nije jasno. Tako da, ubuduće, nemoj čekati da te mi zamolimo, već odmah sama napiši sve što treba. :)

Što se tiče zadatka pod a) – pokušao bih da to objasnim na još jedan način. U kutiji, dakle, imamo [inlmath]p[/inlmath] belih i [inlmath]q[/inlmath] crnih kuglica. Dve stvari su vrlo bitne – da su kuglice numerisane (tj. bele kuglice se razlikuju među sobom, isto tako i crne) i izvlačenje se vrši s vraćanjem (što znači da je jednu istu kuglicu moguće izvući više puta). Posmatramo broj načina na koje ćemo od [inlmath]n[/inlmath] izvlačenja [inlmath]k[/inlmath] puta izvući crnu kuglicu, što znači da u preostalih [inlmath]\left(n-k\right)[/inlmath] izvlačenja moramo izvući belu.
Hajde prvo da posmatramo tih [inlmath]\left(n-k\right)[/inlmath] izvlačenja čiji je ishod bio izvučena bela kuglica. Tokom prvog od tih [inlmath]\left(n-k\right)[/inlmath] izvlačenja mogli smo izvući bilo koju od [inlmath]p[/inlmath] belih kuglica. Znači, broj mogućih ishoda prvog od tih [inlmath]\left(n-k\right)[/inlmath] izvlačenja belih kuglica je [inlmath]p[/inlmath]. Zatim to množimo brojem mogućih ishoda drugog izvlačenja – a to je takođe [inlmath]p[/inlmath], jer smo ovu prethodno izvučenu belu kuglicu u međuvremenu vratili u kutiju, tako da je ona opet „u igri“. Pa onda dosadašnji rezultat, [inlmath]p^2[/inlmath], množimo brojem mogućih ishoda trećeg od tih [inlmath]\left(n-k\right)[/inlmath] izvlačenja bele kuglice, a to je opet [inlmath]p[/inlmath]... i tako do [inlmath]\left(n-k\right)[/inlmath]-tog izvlačenja bele kuglice, koje takođe može imati [inlmath]p[/inlmath] ishoda, čime dobijamo broj načina [inlmath]p^{n-k}[/inlmath].
Zatim to treba pomnožiti brojem načina na koji možemo [inlmath]k[/inlmath] puta izvući crnu kuglicu. To određujemo na vrlo sličan način. Pri prvom izvlačenju crne kuglice, to možemo učiniti na [inlmath]q[/inlmath] načina, jer u kutiji imamo [inlmath]q[/inlmath] crnih kuglica. Pošto nakon svakog izvlačenja vraćamo izvučenu kuglicu nazad u kutiju, znači da i pri drugom izvlačenju crnu možemo izvući na [inlmath]q[/inlmath] načina, što zasad daje [inlmath]q^2[/inlmath]... I tako do [inlmath]k[/inlmath]-tog izvlačenja crne kuglice, što daje ukupno [inlmath]q^k[/inlmath].
Prema tome, dosad imamo rezultat [inlmath]p^{n-k}q^k[/inlmath].

E sad, treba još videti na koliko načina mogu biti, prema redosledu izvlačenja, raspoređene te izvučene bele i crne kuglice. Posmatrajmo jedan od mogućih ishoda izvlačenja:
[dispmath]\underset{\large14}{\huge\circ}\underset{\large5}{\huge\circ}\underset{\large8}{\huge\bullet}\underset{\large11}{\huge\bullet}\underset{\large17}{\huge\circ}\underset{\large6}{\huge\circ}\underset{\large5}{\huge\circ}\underset{\large9}{\huge\bullet}\underset{\large8}{\huge\bullet}\underset{\large17}{\huge\circ}\underset{\large4}{\huge\bullet}[/dispmath]
U ovom primeru bilo je [inlmath]11[/inlmath] izvlačenja, a crne kuglice (numerisane brojevima [inlmath]4,8,8,9,11[/inlmath]) izvučene su u trećem, četvrtom, osmom, devetom i jedanaestom izvlačenju.
Međutim, iste ove kuglice mogle su biti izvučene i drugačijim redosledima:
[dispmath]\underset{\large9}{\huge\bullet}\underset{\large11}{\huge\bullet}\underset{\large4}{\huge\bullet}\underset{\large17}{\huge\circ}\underset{\large5}{\huge\circ}\underset{\large6}{\huge\circ}\underset{\large8}{\huge\bullet}\underset{\large14}{\huge\circ}\underset{\large17}{\huge\circ}\underset{\large5}{\huge\circ}\underset{\large8}{\huge\bullet}[/dispmath][dispmath]\underset{\large5}{\huge\circ}\underset{\large14}{\huge\circ}\underset{\large17}{\huge\circ}\underset{\large8}{\huge\bullet}\underset{\large6}{\huge\circ}\underset{\large9}{\huge\bullet}\underset{\large5}{\huge\circ}\underset{\large8}{\huge\bullet}\underset{\large11}{\huge\bullet}\underset{\large4}{\huge\bullet}\underset{\large17}{\huge\circ}[/dispmath][dispmath]\vdots[/dispmath]
Od ukupno [inlmath]n[/inlmath] pozicija (koliko je bilo izvlačenja) crne kuglice se mogu rasporediti na [inlmath]k[/inlmath] pozicija (koliko je bilo izvučenih crnih kuglica). Na koliko načina od ukupno [inlmath]n[/inlmath] pozicija možemo odabrati [inlmath]k[/inlmath] pozicija na kojima će se naći crne kuglice? To pitanje je ekvivalentno pitanju na koliko načina iz skupa od [inlmath]n[/inlmath] elemenata možemo odabrati [inlmath]k[/inlmath] elemenata pri čemu redosled tih [inlmath]k[/inlmath] elemenata nije bitan. To su, naravno, kombinacije bez ponavljanja od [inlmath]n[/inlmath] elemenata [inlmath]k[/inlmath]-te klase, a njihov broj iznosi [inlmath]n\choose k[/inlmath]. Zbog toga onaj prethodno dobijeni rezultat, [inlmath]p^{n-k}q^k[/inlmath], sada još treba da pomnožimo sa [inlmath]n\choose k[/inlmath] i time dobijamo konačan rezultat pod a), a koji glasi [inlmath]{n\choose k}p^{n-k}q^k[/inlmath].

Prilikom određivanja mogućih načina raspoređivanja, mogli smo, umesto crnih, posmatrati bele kuglice, kojih ima [inlmath]\left(n-k\right)[/inlmath]. Analognim razmišljanjem, kao broj mogućih rasporeda dobili bismo [inlmath]n\choose n-k[/inlmath], a to je, prema osobinama binomnog koeficijenta, isto što i [inlmath]n\choose k[/inlmath].

To što je ova dobijena formula vrlo slična formuli za pomenutu binomnu raspodelu, nije slučajno – vrlo sličan rezon se upravo primenjuje i pri izvođenju formule za binomnu raspodelu, s tom razlikom što tamo [inlmath]p[/inlmath] i [inlmath]q[/inlmath] ne predstavljaju brojeve belih odnosno crnih kuglica, već verovatnoće nekog događaja i komplementa tog događaja.
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain
Korisnikov avatar
Daniel  OFFLINE
Administrator
 
Postovi: 9378
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 5214 puta
Pohvaljen: 4974 puta

Re: Kuglice i kutija

Postod Sinus Versus » Nedelja, 10. Maj 2015, 01:32

@Daniel, u redu, izvinjavam se, pazim ubuduće! :)
Dakle, radi se o oblasti kombinatorika u gorepomenutoj zbirci, 69. zadatak.

Hvala puno za objašnjenje, sve je jasno! :thumbup:

Što se tiče dela pod (b), mislim da sam shvatila kako da rešim, ali taj deo iznosim sutra (u Latexu :D) jer sad moram ići.
 
Postovi: 21
Zahvalio se: 10 puta
Pohvaljen: 5 puta

Re: Kuglice i kutija

Postod Daniel » Nedelja, 10. Maj 2015, 15:58

Važi. :)
Evo još jedne ideje za rešenje pod a), ovog puta preko teorije verovatnoće i binomne raspodele, za šta mi je ideju dao Desideri. :)

Znamo da se verovatnoća definiše kao
[dispmath]p=\frac{\mbox{broj povoljnih slučajeva}}{\mbox{ukupan broj slučajeva}}[/dispmath]
odakle je
[dispmath]\mbox{broj povoljnih slučajeva}=p\cdot\left(\mbox{ukupan broj slučajeva}\right)[/dispmath]
Verovatnoću u ovom slučaju lako određujemo koristeći formulu za binomnu raspodelu – verovatnoća da je prilikom [inlmath]n[/inlmath] izvlačenja [inlmath]k[/inlmath] puta izvučena crna kuglica iznosi:
[dispmath]P\left(X=k\right)={n\choose k}\big(P\left(B\right)\big)^{n-k}\big(P\left(C\right)\big)^k[/dispmath]
gde je
[inlmath]P\left(B\right)[/inlmath] – verovatnoća da je prilikom jednog izvlačenja izvučena bela kuglica i ona iznosi [inlmath]P\left(B\right)=\frac{p}{p+q}[/inlmath];
[inlmath]P\left(C\right)[/inlmath] – verovatnoća da je prilikom jednog izvlačenja izvučena crna kuglica i ona iznosi [inlmath]P\left(C\right)=\frac{q}{p+q}[/inlmath].
Prema tome,
[dispmath]P\left(X=k\right)={n\choose k}\left(\frac{p}{p+q}\right)^{n-k}\left(\frac{q}{p+q}\right)^k\\
P\left(X=k\right)={n\choose k}\frac{p^{n-k}q^k}{\left(p+q\right)^n}[/dispmath]
Ukupan broj slučajeva, budući da je redosled izvlačenja bitan i da se kuglice nakon svakog izvlačenja vraćaju u kutiju, predstavlja broj varijacija s ponavljanjem od [inlmath]\left(p+q\right)[/inlmath] elemenata (koliko ukupno ima kuglica) [inlmath]n[/inlmath]-te klase (koliko ima izvlačenja):
[dispmath]\mbox{ukupan broj slučajeva}=\overline V_{p+q}^n=\left(p+q\right)^n[/dispmath]
Prema tome, broj povoljnih slučajeva, a to je ono što tražimo, iznosiće
[dispmath]\mbox{broj povoljnih slučajeva}=P\left(X=k\right)\cdot\left(\mbox{ukupan broj slučajeva}\right)=\\
={n\choose k}\frac{p^{n-k}q^k}{\cancel{\left(p+q\right)^n}}\cdot\cancel{\left(p+q\right)^n}=\enclose{box}{{n\choose k}p^{n-k}q^k}[/dispmath]
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain
Korisnikov avatar
Daniel  OFFLINE
Administrator
 
Postovi: 9378
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 5214 puta
Pohvaljen: 4974 puta

Re: Kuglice i kutija

Postod desideri » Nedelja, 10. Maj 2015, 17:23

@Daniel stvarno svaka čast za ovo, jesam ja to intuitivno hteo, no ti si uobličio i konkretizovao :thumbup:
Korisnikov avatar
 
Postovi: 1542
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 1097 puta
Pohvaljen: 865 puta

Re: Kuglice i kutija

Postod Sinus Versus » Nedelja, 10. Maj 2015, 19:05

desideri je napisao:@Daniel stvarno svaka čast za ovo

Slažem se, hvala puno, sad ima smisla sve! : )

Pošto mi je sad jasno šta je pisac hteo reći u postavci zadatka, da iznesem svoje shvatanje ovog pod (b).
Dakle, pošto je navedeno da nije bitan poredak izvučenih kuglica, radi se o kombinacijama i to sa ponavljanjem (jer se kuglice vraćaju, pa izvlače ponovo).
Ako je ukupan broj izvučenih kuglica [inlmath]n[/inlmath], a tražimo slučaj kada među tim brojem ima [inlmath]k[/inlmath] crnih, belih će biti [inlmath]n-k[/inlmath]. Tako od početnog broja [inlmath]q[/inlmath] crnih kuglica izvlačimo [inlmath]k[/inlmath] crnih kuglica, a od početnog broja [inlmath]p[/inlmath] belih kuglica izvlačimo [inlmath]n-k[/inlmath] belih kuglica, i ta dva pomnožimo, što odgovara:
[dispmath]\overline C_q^k\cdot\overline C_p^{n-k}={q+k-1\choose k}\cdot{p+n-k-1\choose n-k}[/dispmath]
što zapravo korespondira sa datim rešenjem.
 
Postovi: 21
Zahvalio se: 10 puta
Pohvaljen: 5 puta

Re: Kuglice i kutija

Postod Daniel » Nedelja, 10. Maj 2015, 19:23

Upravo tako. :thumbup:
Jedino mislim da je reč početnog suvišna, jer, budući da kuglice posle svakog izvlačenja vraćamo u kutiju, [inlmath]q[/inlmath] neće biti početni broj crnih kuglica, već će to u svakom trenutku biti broj crnih kuglica. Isto važi i za [inlmath]p[/inlmath]. :)
A inače, razmišljanje ti je sasvim tačno. :)
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain
Korisnikov avatar
Daniel  OFFLINE
Administrator
 
Postovi: 9378
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 5214 puta
Pohvaljen: 4974 puta

Re: Kuglice i kutija

Postod Sinus Versus » Nedelja, 10. Maj 2015, 20:33

Da, u pravu si, loše sam se izrazila. :)
Onda je to raščišćeno, hvala puno za pomoć!
 
Postovi: 21
Zahvalio se: 10 puta
Pohvaljen: 5 puta

Prethodna

Povratak na KOMBINATORIKA

Ko je OnLine

Korisnici koji su trenutno na forumu: Nema registrovanih korisnika i 7 gostiju

cron

Index stranicaTimObriši sve kolačiće boarda
Danas je Sreda, 23. Septembar 2026, 06:37 • Sva vremena su u UTC + 1 sat [ DST ]
Pokreće ga phpBB® Forum Software © phpBB Group
Prevod – www.CyberCom.rs