Matematyka
Średni — liceum i technikum
Zakres materiału: rozszerzenie
Permutacje
Permutacja ustawia wszystkie elementy w kolejności. Liczba ustawień różnych elementów jest silnią ich liczby. Przy identycznych elementach część zamian nie tworzy nowego wyniku, dlatego dzielimy przez odpowiednie silnie.
Najważniejsze w skrócie
- n! = n(n−1) · ... · 1; 0! = 1
- Liczba ustawień z powtórzeniami
Co warto wiedzieć na początek
Przydatne pojęcia i umiejętności
- Reguła mnożenia.
Po tej lekcji
- Ustawiaj wszystkie różne obiekty
- Usuń zamiany nierozróżnialne
Ustawiaj wszystkie różne obiekty
Zakres: Rozszerzenie
Dla n różnych obiektów pierwsze miejsce ma n wyborów, drugie n − 1 i tak aż do ostatniego. Umowa 0! = 1 opisuje jeden pusty porządek i zachowuje spójność wzorów.
n! = n(n−1) · ... · 1; 0! = 1
Każdy uporządkowany wynik wyznacza jedną ścieżkę kolejnych wyborów.
Kiedy stosujemy: Elementy w podstawowym wzorze są różne.
Przykłady zastosowania
- 4! = 24.
Źródła: [3].
Usuń zamiany nierozróżnialne
Zakres: Rozszerzenie
Dla liter A,A,B trzy miejsca dają 3! pozornych ustawień, ale każdą wersję policzono 2! razy przez zamianę dwóch identycznych A. W warunku sąsiedztwa można potraktować wskazane obiekty jak jeden blok.
Liczba ustawień z powtórzeniami
Dzielimy przez liczbę przestawień wewnątrz każdej grupy identycznych elementów.
Kiedy stosujemy: Suma liczebności grup wynosi n.
Przykłady zastosowania
- A,A,B: 3!/2! = 3.
Źródła: [3].
Sprawdź na interaktywnym modelu
Omówione przykłady krok po kroku
1. Kolejka
Zakres: Rozszerzenie
Pytanie lub sytuacja: Na ile sposobów 5 różnych osób ustawi się w kolejce?
Każda wybrana osoba znika z listy dostępnych na kolejnej pozycji.
Jeśli rysunek jest szerszy niż ekran, przesuń go w poziomie.
Jak podejść do zadania: Ustaw wszystkie osoby.
- Liczby wyborów: 5,4,3,2,1.
- Iloczyn to 5!.
- 5! = 120.
Odpowiedź: 120.
Sprawdzenie i interpretacja: Dla każdej pierwszej osoby pozostaje 4! = 24 ustawień.
2. Pusty zbiór
Zakres: Rozszerzenie
Pytanie lub sytuacja: Ile jest ustawień wszystkich elementów pustego zbioru?
Pusty zbiór ma jeden porządek bez jakichkolwiek elementów: 0!=1.
Jeśli rysunek jest szerszy niż ekran, przesuń go w poziomie.
Jak podejść do zadania: Zastosuj konwencję silni.
- Nie ma żadnej decyzji o kolejności.
- Istnieje jeden pusty porządek.
- Zapisujemy 0! = 1.
Odpowiedź: 1.
Sprawdzenie i interpretacja: To zachowuje wzór 1! = 1 · 0!.
3. Powtarzające się litery
Zakres: Rozszerzenie
Pytanie lub sytuacja: Ile różnych słów można ułożyć ze wszystkich liter A,A,B,B?
Sześć różnych słów. Dwie kopie tej samej litery nie mają odrębnych tożsamości.
Jeśli rysunek jest szerszy niż ekran, przesuń go w poziomie.
Jak podejść do zadania: Podziel przez zamiany jednakowych liter.
- Pozornych ustawień jest 4!.
- Dzielimy przez 2! dla A i 2! dla B.
Odpowiedź: 6.
Sprawdzenie i interpretacja: AABB,ABAB,ABBA,BAAB,BABA,BBAA.
4. Dwie osoby obok
Zakres: Rozszerzenie
Pytanie lub sytuacja: Ile ustawień 5 osób ma Anię i Basię obok siebie?
Para tworzy jeden blok wśród czterech obiektów; wewnątrz bloku są dwa porządki.
Jeśli rysunek jest szerszy niż ekran, przesuń go w poziomie.
Jak podejść do zadania: Zbuduj blok dwóch osób.
- Blok i 3 inne osoby tworzą 4 obiekty: 4!.
- W bloku kolejności AB i BA: 2.
- 4! · 2 = 48.
Odpowiedź: 48.
Sprawdzenie i interpretacja: Cztery możliwe miejsca bloku razy 3! pozostałych razy 2 = 48.
5. Nie obok
Zakres: Rozszerzenie
Pytanie lub sytuacja: Ile ustawień 5 osób ma Anię i Basię nieobok siebie?
Pierwszy przykład ma sąsiedztwo AB, drugi go nie ma. Odejmujemy wszystkie ustawienia z sąsiedztwem.
Jeśli rysunek jest szerszy niż ekran, przesuń go w poziomie.
Jak podejść do zadania: Odejmij zabronione sąsiedztwo.
- Wszystkich jest 5! = 120.
- Ustawień z sąsiedztwem jest 48.
- 120 − 48 = 72.
Odpowiedź: 72.
Sprawdzenie i interpretacja: 48 + 72 = 120.
6. Zero z przodu
Zakres: Rozszerzenie
Pytanie lub sytuacja: Ile liczb czterocyfrowych powstaje z 0,1,2,3 użytych po jednym razie?
Oba zapisy są permutacjami cyfr, lecz tylko drugi przedstawia liczbę czterocyfrową.
Jeśli rysunek jest szerszy niż ekran, przesuń go w poziomie.
Jak podejść do zadania: Usuń permutacje zaczynające się zerem.
- Wszystkich ustawień jest 4! = 24.
- Z zerem na początku jest 3! = 6.
- 24 − 6 = 18.
Odpowiedź: 18.
Sprawdzenie i interpretacja: 3 możliwe pierwsze cyfry i 3! ustawień reszty dają 18.
Typowe błędy i poprawne rozumowanie
Błędne rozumowanie: 0! = 0.
Dlaczego to błąd: Umowa silni pustego zbioru daje jeden pusty porządek.
Poprawnie: 0! = 1.
Błędne rozumowanie: Dla A,A,B,B jest 4! różnych słów.
Dlaczego to błąd: Zamiany identycznych liter nie tworzą nowych słów.
Poprawnie:
Podsumowanie — zapamiętaj
- Każdy uporządkowany wynik wyznacza jedną ścieżkę kolejnych wyborów.
- Dzielimy przez liczbę przestawień wewnątrz każdej grupy identycznych elementów.
Sprawdź wiedzę w ćwiczeniach
Źródła i dalsza nauka
Data sprawdzenia materiału: 02.11.2026.
- ZPE: Matematyka — liceum i technikum
Zakres źródła: Treści nauczania w zakresie podstawowym i rozszerzonym
- ZPE: Reguła mnożenia, reguła dodawania
Zakres źródła: Etapy wyboru, rozłączne przypadki i permutacje
- CKE: Silnia i kombinatoryka
Zakres źródła: Rozdziały 4 i 13: silnia, współczynnik dwumianowy, wariacje i kombinacje
