Правило сложения и правило умножения комбинаций
1) Знак «плюс» следует понимать и читать как союз ИЛИ. Вспоминаем демонстрационную задачу с яблоком, грушей и бананом:
способами можно выбрать хотя бы один фрукт.
То есть, можно взять 1 фрукт (любой из 3-х) ИЛИ какое-нибудь сочетание 2-х фруктов ИЛИ все три фрукта. Заметьте, что сложение комбинаций предполагает безразличие выбора (без разницы будет ли выбран один, два или 3 фрукта).
Студенческая группа состоит из 23 человек, среди которых 10 юношей и 13 девушек. Сколькими способами можно выбрать 2-х человек одного пола?
Решение: в данном случае не годится подсчёт количества сочетаний 
, поскольку множество комбинаций из 2-х человек включает в себя и разнополые пары.
Условие «выбрать 2-х человек одного пола» подразумевает, что необходимо выбрать двух юношей или двух девушек, и уже сама словесная формулировка указывает на верный путь решения:
способами можно выбрать 2-х юношей;
способами можно выбрать 2-х девушек.
Таким образом, двух человек одного пола (без разницы – юношей или девушек) можно выбрать: 
способами.
Ответ: 123
Правило умножения комбинаций:
2) Знак «умножить» следует понимать и читать как союз И.
Рассмотрим ту же студенческую группу, которая пошла на танцы. Сколькими способами можно составить пару из юноши и девушки?
способами можно выбрать 1 юношу;
способами можно выбрать 1 девушку.
Таким образом, 1-го юношу и 1 девушку можно выбрать: 
способами.
Когда из каждого множества выбирается по 1-му объекту, то справедлив следующий принцип подсчёта комбинаций: «каждый объект из одного множества может составить пару с каждым объектом другого множества».
То есть, Олег может пригласить на танец любую из 13-ти девушек, Евгений – тоже любую из 13-ти девушек, и аналогичный выбор есть у остальных молодых людей. Итого: 
возможных пар.
Следует отметить, что в данном примере не имеет значения упорядоченность пары; однако если принять во внимание инициативу, то количество комбинаций нужно удвоить, поскольку каждая из 13-ти девушек тоже может пригласить на танец любого из 10-ти юношей. Всё зависит от условия той или иной задачи!
Похожий принцип справедлив и для более сложных комбинаций, например: сколькими способами можно выбрать 2-х юношей и 2-х девушек для участия в сценке КВН?
Союз И недвусмысленно намекает, что комбинации необходимо перемножить:
возможных групп артистов.
Иными словами, каждая пара юношей (45 уникальных пар) может выступать с любой парой девушек (78 уникальных пар). А если рассмотреть распределение ролей между участниками, то комбинаций будет ещё больше. Правило умножения комбинаций распространяется и на большее количество множителей:
Сколько существует трёхзначных чисел, которые делятся на 5?
Решение: для наглядности обозначим данное число тремя звёздочками: ***
Комбинации будем считать по разрядам – слева направо:
В разряд тысяч можно записать любую из 
цифр (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или 9). Ноль не годится, так как в этом случае число перестаёт быть трёхзначным.
А вот в разряд десятков («посерединке») можно выбрать любую из 10-ти цифр: .
По условию, число должно делиться на 5. Число делится на 5, если оно заканчивается на 5 либо на 0. Таким образом, в младшем разряде нас устраивают 2 цифры.
Итого, существует: 
трёхзначных чисел, которые делятся на 5.
При этом произведение 
расшифровывается так: «9 способами можно выбрать цифру в разряд тысяч и 10 способами выбрать цифру в разряд десятков и 2 способами в разряд единиц»
Или ещё проще: «каждая из 9-ти цифр в разряде тысяч комбинируется с каждой из 10-ти цифр разряда десятков и с каждой из двух цифр в разряде единиц».
Ответ: 180
Вернёмся к задаче №5, в которой Боре, Диме и Володе можно сдать по одной карте 
способами. Умножение здесь имеет тот же смысл: 
способами можно извлечь 3 карты из колоды И в каждойвыборке переставить их 
способами.
Задача для самостоятельного решения:
Сколькими способами может быть сдана выигрышная комбинация из 2-х карт при игре в «очко»?
Для тех, кто не знает: выигрывает комбинация 10 + ТУЗ (11 очков) = 21 очко и, давайте будем считать выигрышной комбинацию из 2-х тузов. (К решению этой задачи вернёмся позже)
Кстати, не надо считать пример примитивным. Блэкджек – это чуть ли не единственная игра, для которой существует математически обоснованный алгоритм, позволяющий выигрывать у казино. Желающие могут легко найти массу информации об оптимальной стратегии и тактике.
Пришло время закрепить пройденный материал парой солидных задач:
У Васи дома живут 4 кота.
а) сколькими способами можно рассадить котов по углам комнаты?
б) сколькими способами можно отпустить гулять котов?
в) сколькими способами Вася может взять на руки 2-х котов (одного на левую, другого – на правую)?
Решаем: во-первых, вновь следует обратить внимание на то, что в задаче речь идёт о разных объектах (даже если коты – однояйцовые близнецы). Это очень важное условие!
а) Наказание животных. Данной экзекуции подвергаются сразу все коты
+ важно их расположение, поэтому здесь имеют место перестановки:
способами можно рассадить котов по углам комнаты.
Повторюсь, что при перестановках имеет значение лишь количество различных объектов и их взаимное расположение. В зависимости от настроения Вася может рассадить животных на диване, подоконнике, за столом, под столом и т.д. – перестановок во всех случаях будет 24. Желающие могут для удобства представить, что коты разноцветные (например, белый, чёрный, рыжий и полосатый) и перечислить все возможные комбинации.
б) Сколькими способами можно отпустить гулять котов?
Предполагается, что коты ходят гулять только через дверь, при этом вопрос подразумевает безразличие по поводу количества животных – на прогулку могут выйти 1, 2, 3 или 4 кота.
Считаем все возможные комбинации:
способами можно отпустить гулять одного кота (любого из 4-х);
способами можно отпустить гулять двух котов (варианты перечислите самостоятельно);
способами можно отпустить гулять трёх котов (какой-то один из 4-х сидит дома);
способом можно выпустить всех котов.
Наверное, вы догадались, что полученные значения следует просуммировать:
способами можно отпустить гулять котов.
Энтузиастам предлагаю усложнённую версию задачи – когда животные в любой выборке случайным образом могут выйти на улицу, как через дверь, так и через окно. Комбинаций заметно прибавится.
в) Сколькими способами Вася может взять на руки 2-х котов?
Ситуация предполагает не только выбор 2-х животных, но и их размещение по рукам:
способами можно взять на руки 2-х котов.
Второй вариант решения: 
способами можно выбрать двух котов и 
способами разместить каждую пару на руках: 
Ответ: а) 24, б) 15, в) 12
Ну и для очистки совести что-нибудь поконкретнее на умножение комбинаций…. Пусть у Васи дополнительно живёт 5 кошек =) Сколькими способами можно отпустить гулять 2-х котов и одну кошку?
То есть, с каждой парой котов можно выпустить каждую кошку.
Для самостоятельного решения:
В лифт 12-этажного дома сели 3 пассажира. Каждый независимо от других с одинаковой вероятностью может выйти на любом (начиная со 2-го) этаже. Сколькими способами:
1) пассажиры могут выйти на одном этаже;
2) два человека могут выйти на одном этаже, а третий – на другом;
3) люди могут выйти на разных этажах;
4) пассажиры могут выйти из лифта?
ДУМЙТЕ, используйте формулы и правила сложения/умножения комбинаций. В случае затруднений пассажирам полезно дать имена и порассуждать, в каких комбинациях Таня, Надя, Люся могут выйти из лифта. Не нужно огорчаться, если что-то не получится, так, например, пункт №2 достаточно коварен.
Источник
Задача о супружеских парах
- В комбинаторике задача о супружеских парах или задача о гостях (англ. ménage problem, фр. problème des ménages) спрашивает, сколькими различными способами можно рассадить супружеские пары за круглым столом так, чтобы лица одного пола не сидели рядом, а также никакая пара супругов не сидела на соседних местах.
Задача сформулирована в 1891 году Эдуардом Люка и рассматривалась независимо несколькими годами раньше Питером Тэтом в связи с теорией узлов. Для количества пар 3, 4, 5, … искомое число способов рассаживания равно
12, 96, 3120, 115 200, 5 836 320, 382 072 320, 31 488 549 120, … (последовательность A059375 в OEIS).Для количества способов рассаживания найдены явные и рекуррентные формулы. Кроме применения в этикете и теории узлов, эти числа имеют также интерпретацию в теории графов — они дают число паросочетаний и гамильтоновых циклов в некоторых семействах графов.
Связанные понятия
В теории графов циркулянтным графом называется неориентированный граф, имеющий циклическую группу симметрий, которая включает симметрию, переводящую любую вершину в любую другую вершину.
В теории графов короной с 2n вершинами называется неориентированный граф с двумя наборами вершин ui и vi и рёбрами между ui и vj, если i ≠ j. Можно рассматривать корону как полный двудольный граф, из которого удалено совершенное паросочетание, как двойное покрытие двудольным графом полного графа, или как двудольный граф Кнезера Hn,1, представляющий подмножества из 1 элемента и (n − 1) элементов множества из n элементов с рёбрами между двумя подмножествами, если одно подмножество содержится в другом.
В теории графов нечётные графы On — это семейство симметричных графов с высоким нечётным обхватом, определённых на некоторых семействах множеств. Они включают и обобщают графы Петерсена.
Перечислены связные 3-регулярные (кубические) простые графы с малым числом вершин.
В теории графов рёберным графом L(G) неориентированного графа G называется граф L(G), представляющий соседство рёбер графа G.
В теории графов графом без клешней называется граф, который не содержит порождённых подграфов, изоморфных K1,3 (клешней).
Граф решётки — это граф, рисунок которого, вложенный в некоторое евклидово пространство Rn, образует регулярную мозаику. Это подразумевает, что группа биективных преобразований, переводящая граф в себя, является решёткой в теоретико-групповом смысле.
Орграф называется сильно связным (англ. strongly connected), если любые две его вершины сильно связны. Две вершины s и t любого графа сильно связны, если существует ориентированный путь из s в t и ориентированный путь из t в s.
В теории графов мультиграфом (или псевдографом) называется граф, в котором разрешается присутствие кратных рёбер (их также называют «параллельными»), то есть рёбер, имеющих те же самые конечные вершины. Таким образом, две вершины могут быть соединены более чем одним ребром (тем самым мультиграфы отличаются от гиперграфов, в которых каждое ребро может соединять любое число вершин, а не в точности две).
Здесь собраны определения терминов из теории графов. Курсивом выделены ссылки на термины в этом словаре (на этой странице).
Отношение инцидентности — это бинарное отношение между двумя различными типами объектов. Это включает понятия, которые можно выразить такими фразами как «точка лежит на прямой» или «прямая принадлежит плоскости». Наиболее существенное отношение инцидентности — между точкой P и прямой l, которое записывается как P I l. Если P I l, пара (P, l) называется флагом. В разговорном языке существует много выражений, описывающих отношение инцидентности (например, прямая проходит через точку, точка лежит на.
Источник
