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E LEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO Vlacci Fabio Dipartimento di Matematica “U. Dini”, Università di Firenze Viale Morgagni 67/A, 50134 - Firenze, Italy, [email protected]fi.it October 17, 2015 Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO
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Aug 15, 2020

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ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

Vlacci Fabio

Dipartimento di Matematica “U. Dini”, Università di FirenzeViale Morgagni 67/A, 50134 - Firenze, Italy, [email protected]

October 17, 2015

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Permutazioni semplici

Pn = n!

È il numero di modi in cui si possono sistemare (permutandonel’ordine) n oggetti (distinti) in n posti (distinti).

{0! = 1n! = n · (n − 1)!

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Permutazioni semplici

Pn = n!

È il numero di modi in cui si possono sistemare (permutandonel’ordine) n oggetti (distinti) in n posti (distinti).

{0! = 1n! = n · (n − 1)!

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Disposizioni semplici

Dn,k = n(n − 1)(n − 2) · · · (n − k + 1) =n!

(n − k)!

È il numero di modi in cui si possono sistemare (permutandonel’ordine) n oggetti (distinti) in k posti (distinti) con k ≤ n.

Dn,n = Pn = n! Dn,1 = n

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Disposizioni semplici

Dn,k = n(n − 1)(n − 2) · · · (n − k + 1) =n!

(n − k)!

È il numero di modi in cui si possono sistemare (permutandonel’ordine) n oggetti (distinti) in k posti (distinti) con k ≤ n.

Dn,n = Pn = n! Dn,1 = n

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni semplici

Cn,k =n!

(n − k)!k !

È il numero di sottoinsiemi di k elementi che si possonoottenere da n oggetti (distinti) con k ≤ n.

Cn,k · Pk = Dn,k

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni semplici

Cn,k =n!

(n − k)!k !

È il numero di sottoinsiemi di k elementi che si possonoottenere da n oggetti (distinti) con k ≤ n.

Cn,k · Pk = Dn,k

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni semplici e coefficienti binomiali

Cn,k =n!

(n − k)!k !=

(nk

)

(a + b)n =n∑

k=0

(nk

)akbn−k

Ad esempio, il coefficiente di a3b2 nello sviluppo di

(a + b)5 = (a + b)(a + b)(a + b)(a + b)(a + b)

è 10 =

(53

)=

(52

), poiché a3b2 = aaabb ma anche

a3b2 = aabab = baaba = bbaaa = baaab= abaab = abbaa = ababa = aabba = babaa

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni semplici e coefficienti binomiali

Cn,k =n!

(n − k)!k !=

(nk

)

(a + b)n =n∑

k=0

(nk

)akbn−k

Ad esempio, il coefficiente di a3b2 nello sviluppo di

(a + b)5 = (a + b)(a + b)(a + b)(a + b)(a + b)

è 10 =

(53

)=

(52

), poiché a3b2 = aaabb ma anche

a3b2 = aabab = baaba = bbaaa = baaab= abaab = abbaa = ababa = aabba = babaa

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni semplici e coefficienti binomiali

Cn,k =n!

(n − k)!k !=

(nk

)

(a + b)n =n∑

k=0

(nk

)akbn−k

Ad esempio, il coefficiente di a3b2 nello sviluppo di

(a + b)5 = (a + b)(a + b)(a + b)(a + b)(a + b)

è 10 =

(53

)=

(52

),

poiché a3b2 = aaabb ma anche

a3b2 = aabab = baaba = bbaaa = baaab= abaab = abbaa = ababa = aabba = babaa

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni semplici e coefficienti binomiali

Cn,k =n!

(n − k)!k !=

(nk

)

(a + b)n =n∑

k=0

(nk

)akbn−k

Ad esempio, il coefficiente di a3b2 nello sviluppo di

(a + b)5 = (a + b)(a + b)(a + b)(a + b)(a + b)

è 10 =

(53

)=

(52

), poiché a3b2 = aaabb

ma anche

a3b2 = aabab = baaba = bbaaa = baaab= abaab = abbaa = ababa = aabba = babaa

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni semplici e coefficienti binomiali

Cn,k =n!

(n − k)!k !=

(nk

)

(a + b)n =n∑

k=0

(nk

)akbn−k

Ad esempio, il coefficiente di a3b2 nello sviluppo di

(a + b)5 = (a + b)(a + b)(a + b)(a + b)(a + b)

è 10 =

(53

)=

(52

), poiché a3b2 = aaabb ma anche

a3b2 = aabab = baaba = bbaaa = baaab= abaab = abbaa = ababa = aabba = babaa

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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∗ ∗ ∗ ◦ ◦ aaabb

∗ ∗ ◦ ∗ ◦ aabab

∗ ◦ ∗ ∗ ◦ abaab

∗ ◦ ∗ ◦ ∗ ababa

◦ ∗ ∗ ∗ ◦ baaab

◦ ◦ ∗ ∗ ∗ bbaaa

◦ ∗ ◦ ∗ ∗ babaa

∗ ∗ ◦ ◦ ∗ aabba

∗ ◦ ◦ ∗ ∗ abbaa

◦ ∗ ∗ ◦ ∗ baaba

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Proprietà dei coefficienti binomialiI (

nk

)=

(n

n − k

)

I (nk

)=

(n − 1k − 1

)+

(n − 1

k

)I

n∑k=0

(nk

)= 2n

In∑

k=0

(−1)k(

nk

)= 0

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Proprietà dei coefficienti binomialiI (

nk

)=

(n

n − k

)I (

nk

)=

(n − 1k − 1

)+

(n − 1

k

)

In∑

k=0

(nk

)= 2n

In∑

k=0

(−1)k(

nk

)= 0

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Proprietà dei coefficienti binomialiI (

nk

)=

(n

n − k

)I (

nk

)=

(n − 1k − 1

)+

(n − 1

k

)I

n∑k=0

(nk

)= 2n

In∑

k=0

(−1)k(

nk

)= 0

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Proprietà dei coefficienti binomialiI (

nk

)=

(n

n − k

)I (

nk

)=

(n − 1k − 1

)+

(n − 1

k

)I

n∑k=0

(nk

)= 2n

In∑

k=0

(−1)k(

nk

)= 0

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Proprietà dei coefficienti binomiali

Ik∑

s=0

(ns

)(m

k − s

)=

(n + m

k

)

In∑

k=0

(nk

)2

=

(2nn

)

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Proprietà dei coefficienti binomiali

Ik∑

s=0

(ns

)(m

k − s

)=

(n + m

k

)

In∑

k=0

(nk

)2

=

(2nn

)

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Permutazioni con ripetizione

P∗n1+n2+...nk=n =

n!n1!n2! · · · nk !

È il numero di modi in cui si possono sistemare n oggetti (nontutti distinti) di cui n1 uguali ad un oggetto A1, n2 uguali ad unoggetto A2, · · · nk uguali ad un oggetto Ak , con Ai 6= Aj peri 6= j e con la ovvia condizione n1 + n2 + . . .+ nk = n.

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Disposizioni con ripetizione

D∗n,k = nk

È il numero di modi in cui si possono sistemare (permutandonel’ordine) n oggetti (non tutti distinti) in k posti (distinti) conk ≤ n.

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Combinazioni con ripetizione

C∗n,k =

(n + k − 1

n

)=

(n + k − 1

k − 1

)

È il numero di modi in cui si possono suddividere n oggetti tra kinsiemi con k ≤ n e accettando che qualcuno di tali insiemirisulti vuoto.

Ad esempio 7 + 0 = 0 + 7 = 6 + 1 = 1 + 6 ma anche5 + 2 = 2 + 5 = 4 + 3 = 3 + 4

| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗∗ 0 + 7∗| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ 1 + 6∗ ∗ | ∗ ∗ ∗ ∗∗ 2 + 5∗ ∗ ∗| ∗ ∗ ∗ ∗ 3 + 4

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni con ripetizione

C∗n,k =

(n + k − 1

n

)=

(n + k − 1

k − 1

)

È il numero di modi in cui si possono suddividere n oggetti tra kinsiemi con k ≤ n e accettando che qualcuno di tali insiemirisulti vuoto.Ad esempio 7 + 0 = 0 + 7 = 6 + 1 = 1 + 6

ma anche5 + 2 = 2 + 5 = 4 + 3 = 3 + 4

| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗∗ 0 + 7∗| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ 1 + 6∗ ∗ | ∗ ∗ ∗ ∗∗ 2 + 5∗ ∗ ∗| ∗ ∗ ∗ ∗ 3 + 4

Vlacci Fabio ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO

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Combinazioni con ripetizione

C∗n,k =

(n + k − 1

n

)=

(n + k − 1

k − 1

)

È il numero di modi in cui si possono suddividere n oggetti tra kinsiemi con k ≤ n e accettando che qualcuno di tali insiemirisulti vuoto.Ad esempio 7 + 0 = 0 + 7 = 6 + 1 = 1 + 6 ma anche5 + 2 = 2 + 5 = 4 + 3 = 3 + 4

| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗∗ 0 + 7∗| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ 1 + 6∗ ∗ | ∗ ∗ ∗ ∗∗ 2 + 5∗ ∗ ∗| ∗ ∗ ∗ ∗ 3 + 4

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Combinazioni con ripetizione

C∗n,k =

(n + k − 1

n

)=

(n + k − 1

k − 1

)

È il numero di modi in cui si possono suddividere n oggetti tra kinsiemi con k ≤ n e accettando che qualcuno di tali insiemirisulti vuoto.Ad esempio 7 + 0 = 0 + 7 = 6 + 1 = 1 + 6 ma anche5 + 2 = 2 + 5 = 4 + 3 = 3 + 4

| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗∗ 0 + 7∗| ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ 1 + 6∗ ∗ | ∗ ∗ ∗ ∗∗ 2 + 5∗ ∗ ∗| ∗ ∗ ∗ ∗ 3 + 4

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