Bài 24: Hoán vị, chỉnh hợp và tổ hợp – Toán 10
TOÁN 10 · BÀI 24

Mục tiêu và kiến thức nền
Phân biệt sắp xếp tất cả, chọn có thứ tự và chọn không thứ tự.
Chuẩn bị: ôn bài liền trước trong cùng chủ đề; đọc rõ điều kiện và đơn vị của dữ kiện.
Chọn ba bạn vào một đội và chọn ba bạn lần lượt làm đội trưởng, thư ký, báo cáo viên là hai bài khác nhau. Cùng ba người nhưng đổi vai trò tạo kết quả mới trong bài thứ hai. Câu hỏi “thứ tự có quan trọng không?” giúp chọn đúng công thức.
Hoán vị: dùng tất cả và có thứ tự
Sắp xếp n đối tượng phân biệt vào n vị trí có Pₙ=n! cách, với n!=1·2·…·n và quy ước 0!=1. Các đối tượng phân biệt là điều kiện quan trọng. Xếp 4 học sinh khác nhau thành một hàng có 4!=24 cách. Nếu xếp quanh vòng tròn hoặc có vật giống nhau, không tự áp n! mà chưa phân tích cách coi hai kết quả là khác.
Chỉnh hợp và tổ hợp
Chọn k trong n đối tượng phân biệt rồi xếp vào k vị trí có thứ tự: Aₙᵏ=n!/(n−k)!. Chọn k đối tượng không xét thứ tự: Cₙᵏ=n!/[k!(n−k)!], với 0≤k≤n. Vì một nhóm k người có k! cách xếp thứ tự, Aₙᵏ=k!Cₙᵏ. Tổ hợp có Cₙ⁰=Cₙⁿ=1 và Cₙᵏ=Cₙⁿ⁻ᵏ.
Có điều kiện về nhóm
Khi chọn đội gồm đúng r người thuộc nhóm A và k−r thuộc nhóm B, chọn từng nhóm bằng tổ hợp rồi nhân. Nếu yêu cầu “ít nhất một”, đếm bù thường ngắn hơn: tổng số đội trừ số đội không có người nhóm đó. Điều kiện vai trò, vị trí hoặc thứ tự phải được xét trước khi dùng công thức.
Công thức và điều kiện cần nhớ
Ví dụ có lời giải
VÍ DỤ 1
Đội hay ban cán sự?
Từ 8 bạn, chọn 3 bạn vào đội có C₈³=56 cách. Chọn lớp trưởng, lớp phó, thư ký khác nhau có A₈³=8·7·6=336 cách. Tỉ số 336/56=3!=6 là số cách phân vai cho mỗi nhóm.
VÍ DỤ 2
Chọn đúng cơ cấu
Có 5 bạn nữ,4 bạn nam. Chọn đội 3 người gồm 2 nữ,1 nam: C₅²·C₄¹=10·4=40 cách. Việc đổi thứ tự hai bạn nữ không tạo đội mới.
VÍ DỤ 3
Ít nhất một bạn nữ
Vẫn nhóm 9 bạn, chọn 3 người có ít nhất 1 nữ. Tổng C₉³=84; đội toàn nam C₄³=4. Kết quả 84−4=80. Cách bù tránh phải cộng ba trường hợp 1,2,3 nữ.
Lỗi thường gặp và cách tự kiểm
- Cₙᵏ và Aₙᵏ khác nhau bởi thứ tự.
- Điều kiện “ít nhất” không phải “đúng một”.
- Không dùng n! cho bài có lặp hoặc đối tượng không phân biệt nếu chưa xử lí.
Tự luyện: từ nhận biết đến vận dụng
Hãy tự làm trước, sau đó mở lời giải để đối chiếu cách nghĩ và kết quả.
Câu 1. Chọn 3 bạn trong 10 bạn vào đội không phân vai dùng:
Xem đáp án và lời giải
Đáp án D.
Chọn nhóm không xét thứ tự nên dùng tổ hợp.
Câu 2. Tính A₅².
Xem đáp án và lời giải
Đáp án: 20.
5·4=20.
Câu 3. Với 6 người phân biệt:
- Xếp một hàng có 6! cách.
- Chọn 2 người không phân vai có 15 cách.
- Chọn trưởng và phó khác nhau có 15 cách.
- A₆²=2!C₆².
Xem đáp án và lời giải
a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.
a) Hoán vị. b) C₆²=6·5/2=15. c) Sai,6·5=30. d) Mỗi cặp có 2 cách phân vai.
Câu 4. Có 4 nữ,5 nam. Chọn 3 người gồm đúng 2 nữ. Tính số cách.
Xem đáp án và lời giải
Hướng giải
Chọn 2 nữ: C₄²=6; chọn 1 nam: C₅¹=5. Tổng 6·5=30.
Câu 5. Từ 7 bạn chọn 3 bạn, bắt buộc có bạn An. Tính số cách.
Xem đáp án và lời giải
Hướng giải
Giữ An, chọn thêm 2 trong 6 bạn còn lại: C₆²=15.
Câu 6. Từ 5 nữ,4 nam chọn 3 người có ít nhất một nữ.
Xem đáp án và lời giải
Hướng giải
Tổng C₉³=84; toàn nam C₄³=4. Lấy 84−4=80 cách.
Sơ đồ ghi nhớ
Học tiếp và luyện thêm
Biên soạn/biên tập: Gia Sư SV.
