Przejdź do treści
Kombinatoryka

Kombinatoryka na maturze - permutacje, wariacje, kombinacje i reguła mnożenia z zadaniami

Kompletny przewodnik po kombinatoryce na maturze. Reguła mnożenia i dodawania, permutacje, wariacje, kombinacje, symbol Newtona - z zadaniami CKE krok po kroku.

·3 min czytania

Kombinatoryka - jak liczyć bez liczenia

Kombinatoryka to dział, który sprawia maturzystom najwięcej problemów - nie dlatego, że jest trudny, ale dlatego, że nie wiadomo, który wzór zastosować. Permutacja, wariacja czy kombinacja? Ten przewodnik da ci jasny algorytm decyzyjny.

W naszej bazie zadań z kombinatoryki mamy ponad 40 zadań z prawdziwych arkuszy CKE. Kombinatoryka bezpośrednio łączy się z prawdopodobieństwem - większość zadań z prawdopodobieństwa wymaga obliczania liczby przypadków kombinatorycznie.

Reguła mnożenia i dodawania

Reguła mnożenia

Jeśli jedno zdarzenie może zajść na mm sposobów, a drugie (niezależnie) na nn sposobów, to oba mogą zajść na mnm \cdot n sposobów.

Przykład: Na obiad do wyboru 3 zupy i 5 dań głównych. Ile zestawów? 35=153 \cdot 5 = 15.

Reguła dodawania

Jeśli zdarzenia się wykluczają (albo jedno, albo drugie), to łączna liczba możliwości to suma.

Przykład: Jedzie pociąg (3 połączenia) albo autobus (2 połączenia). Ile sposobów dojazdu? 3+2=53 + 2 = 5.

Klucz: mnożenie = "i", dodawanie = "lub".

Silnia

n!=123nn! = 1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \ldots \cdot n
nnn!n!
01
11
22
36
424
5120
6720
75040
103628800

Skracanie: 7!5!=765!5!=76=42\frac{7!}{5!} = \frac{7 \cdot 6 \cdot 5!}{5!} = 7 \cdot 6 = 42

Permutacje - wszystko na wszystkie miejsca

Definicja: Permutacja to uporządkowanie wszystkich nn elementów.

Pn=n!P_n = n! Przykład: Na ile sposobów można ustawić 5 książek na półce?
P5=5!=120P_5 = 5! = 120

Kiedy to permutacja?

  • Masz nn elementów
  • Ustawiasz wszystkie w rząd
  • Kolejność ma znaczenie

Wariacje bez powtórzeń - część na uporządkowane miejsca

Definicja: Wariacja bez powtórzeń to wybranie kk elementów z nn z uwzględnieniem kolejności.

Vnk=n!(nk)!V_n^k = \frac{n!}{(n-k)!} Przykład: Na ile sposobów można wybrać prezydenta, wiceprezydenta i skarbnika z grupy 10 osób?
V103=10!7!=1098=720V_{10}^3 = \frac{10!}{7!} = 10 \cdot 9 \cdot 8 = 720

Kiedy to wariacja?

  • Masz nn elementów
  • Wybierasz kk z nich (k<nk < n)
  • Kolejność ma znaczenie (prezydent \neq wiceprezydent)

Wariacje z powtórzeniami

Definicja: Wariacja z powtórzeniami to uporządkowany wybór kk elementów z nn, gdzie elementy mogą się powtarzać.

Vˉnk=nk\bar{V}_n^k = n^k Przykład: Ile jest 4-cyfrowych kodów PIN (cyfry 0-9)?
Vˉ104=104=10000\bar{V}_{10}^4 = 10^4 = 10000

Kiedy wariacja z powtórzeniami?

  • Masz nn elementów
  • Wybierasz kk z nich
  • Kolejność ma znaczenie
  • Elementy mogą się powtarzać (np. cyfry kodu)

Kombinacje - część bez kolejności

Definicja: Kombinacja to wybranie kk elementów z nn bez uwzględnienia kolejności.

Cnk=(nk)=n!k!(nk)!C_n^k = \binom{n}{k} = \frac{n!}{k!(n-k)!} Przykład: Na ile sposobów wybrać 3 osoby z grupy 10 do drużyny?
(103)=10!3!7!=1098321=120\binom{10}{3} = \frac{10!}{3! \cdot 7!} = \frac{10 \cdot 9 \cdot 8}{3 \cdot 2 \cdot 1} = 120

Kiedy to kombinacja?

  • Masz nn elementów
  • Wybierasz kk z nich (knk \leq n)
  • Kolejność NIE ma znaczenia (drużyna to drużyna, niezależnie kto był wybrany pierwszy)

Algorytm decyzyjny - który wzór wybrać?

Odpowiedz na pytania po kolei:

1. Czy elementy mogą się powtarzać?

  • TAK -> wariacja z powtórzeniami: nkn^k
  • NIE -> przejdź do pytania 2

2. Czy bierzemy wszystkie elementy?

  • TAK -> permutacja: n!n!
  • NIE -> przejdź do pytania 3

3. Czy kolejność ma znaczenie?

  • TAK -> wariacja bez powtórzeń: n!(nk)!\frac{n!}{(n-k)!}
  • NIE -> kombinacja: (nk)\binom{n}{k}

Ten algorytm rozwiązuje 90% problemów z kombinatoryką na maturze.

Symbol Newtona - własności

(n0)=(nn)=1\binom{n}{0} = \binom{n}{n} = 1 (n1)=n\binom{n}{1} = n (nk)=(nnk)\binom{n}{k} = \binom{n}{n-k}

Ta ostatnia własność jest przydatna obliczeniowo: (2018)=(202)=20192=190\binom{20}{18} = \binom{20}{2} = \frac{20 \cdot 19}{2} = 190.

Symbolu Newtona używamy też w dwumianie Newtona - przydatnym w wyrażeniach algebraicznych i potęgach.

Kombinatoryka a prawdopodobieństwo

Na maturze kombinatoryka prawie nigdy nie pojawia się sama - jest narzędziem do obliczania prawdopodobieństwa:

P(A)=liczba przypadkoˊw sprzyjającychliczba wszystkich przypadkoˊwP(A) = \frac{\text{liczba przypadków sprzyjających}}{\text{liczba wszystkich przypadków}}

Zarówno licznik, jak i mianownik obliczamy metodami kombinatorycznymi. Dlatego opanowanie permutacji, wariacji i kombinacji jest warunkiem rozwiązania zadań z prawdopodobieństwa.

Jak ćwiczyć

  1. 1.Rozwiąż ponad 40 zadań z kombinatoryki z naszej bazy CKE
  2. 2.Przećwicz zadania z prawdopodobieństwa - bezpośrednie zastosowanie
  3. 3.Naucz się algorytmu decyzyjnego i stosuj go mechanicznie
  4. 4.Rozwiąż arkusz z maja 2025 i marca 2026
  5. 5.Przetestuj się w symulatorze matury

Kombinatoryka jest prosta, jeśli umiesz rozpoznać typ zadania. Naucz się algorytmu decyzyjnego i poćwicz na minimum 15 zadaniach - po tym będziesz rozpoznawać typy automatycznie.

Następny krok Losuj kolejne zadanie