ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 1
همانطور که دیدید، با پنج رقم ۱، ۲، ۳، ۴ و ۵ تعداد $$\frac{5!}{(5-3)!} = 60$$ عدد سه رقمی با رقمهای غیرتکراری میتوان نوشت که عبارتاند از:
[جدول شامل ۶۰ عدد در ۱۰ ستون]
به شش عدد هر ستون نگاه کنید. چه ویژگیای دارند؟
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 1
در این فعالیت، هدف درک تفاوت بین **جایگشت** و **ترکیب** است. وقتی به شش عدد موجود در هر ستون نگاه میکنیم، متوجه میشویم که ارقام به کار رفته در تمام اعداد آن ستون **یکسان** هستند.
ویژگی اصلی این است که در هر ستون، فقط **جایگاه ارقام** تغییر کرده است. به عبارت دیگر، هر ستون شامل تمام **جایگشتهای** ممکنِ ۳ رقم متمایز است. چون تعداد جایگشتهای ۳ شیء برابر با $$3! = 3 \times 2 \times 1 = 6$$ است، در هر ستون ۶ عدد قرار گرفته است.
مثلاً در ستون اول، ارقام {۱، ۲، ۳} ثابت هستند و فقط با جابجایی آنها، ۶ عدد مختلف ساخته شده است.
ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 2
با توجه به ستونهای جدول بالا چگونه میتوانیم تمام زیرمجموعههای سه عضوی مجموعه $$A = \{1, 2, 3, 4, 5\}$$ را بنویسیم؟ این زیرمجموعهها چندتا هستند؟ آنها را بنویسید.
$$\{1, 2, 3\}, ...$$
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 2
در مجموعهها، **ترتیب قرارگیری اعضا اهمیت ندارد**. یعنی مجموعه $$\text{\{1, 2, 3\}}$$ با $$\text{\{3, 2, 1\}}$$ هیچ تفاوتی ندارد و هر دو یکسان هستند.
بنابراین برای نوشتن زیرمجموعهها، از هر ستون جدول فعالیت ۱ (که اعضای یکسانی دارند) فقط **یک مورد** را به عنوان زیرمجموعه انتخاب میکنیم. چون ۱۰ ستون داریم، پس تعداد زیرمجموعههای ۳ عضوی برابر با **۱۰** خواهد بود.
لیست زیرمجموعهها:
۱. $$\text{\{1, 2, 3\}}$$
۲. $$\text{\{1, 2, 4\}}$$
۳. $$\text{\{1, 2, 5\}}$$
۴. $$\text{\{1, 3, 4\}}$$
۵. $$\text{\{1, 3, 5\}}$$
۶. $$\text{\{1, 4, 5\}}$$
۷. $$\text{\{2, 3, 4\}}$$
۸. $$\text{\{2, 3, 5\}}$$
۹. $$\text{\{2, 4, 5\}}$$
۱۰. $$\text{\{3, 4, 5\}}$$
ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 3
چه تفاوتی در فعالیت ۱ و ۲ وجود داشت که تعداد حالتهای مورد نظر آنها را متمایز کرد؟
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 3
تفاوت اصلی در **اهمیت ترتیب** است:
* در **فعالیت ۱**، هدف ساختن «عدد» بود. در عدد نویسی، جایگاه رقمها مهم است (مثلاً ۱۲۳ با ۳۲۱ متفاوت است). به این انتخابهای مرتب، **جایگشت** میگوییم.
* در **فعالیت ۲**، هدف ساختن «مجموعه» بود. در مجموعه، جابجا کردن اعضا، مجموعه جدیدی ایجاد نمیکند. به این انتخابهای بدون ترتیب، **ترکیب** میگوییم.
به همین دلیل در فعالیت اول ۶۰ حالت داشتیم، اما در فعالیت دوم هر ۶ حالت مشابه، تنها ۱ حالت (زیرمجموعه) را تشکیل دادند.
ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 5
با توجه به فعالیت ۴، از تقسیم جواب فعالیت ۱ بر چه عددی تعداد زیرمجموعههای فعالیت ۲ حاصل میشود؟ این عدد را چگونه میتوان به دست آورد؟
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دهم صفحه 133 - فعالیت 5
چون هر ۶ حالت در فعالیت ۱ تبدیل به ۱ حالت در فعالیت ۲ شده است، باید تعداد کل حالتهای فعالیت ۱ (یعنی ۶۰) را بر عدد **۶** تقسیم کنیم تا تعداد زیرمجموعهها (۱۰) به دست آید.
$$60 \div 6 = 10$$
این عدد ۶ در واقع همان **تعداد جایگشتهای ۳ عضو** است که از طریق **$$3!$$** (۳ فاکتوریل) به دست میآید:
$$3! = 3 \times 2 \times 1 = 6$$
به طور کلی برای تبدیل تعداد جایگشتها ($$P(n, r)$$) به تعداد ترکیبها (زیرمجموعهها)، باید مقدار جایگشت را بر $$r!$$ تقسیم کنیم.