Permutaciones, variaciones y combinaciones – elegir k de n elementos

MatemáticasProbabilidadEdades 15–16

Usar con mi clase

n elementos etiquetados A, B, C… están en fila; toca para elegir k de ellos, con o sin orden, y compara con la lista completa de todas las elecciones posibles. El recuento sigue Pₙ = n!, Aₙᵏ = n!/(n − k)! y Cₙᵏ = n!/(k!(n − k)!), cada uno con su producto desarrollado; el triángulo de Pascal de abajo resalta la casilla Cₙᵏ y muestra que Cₙᵏ = Cₙ₋₁ᵏ⁻¹ + Cₙ₋₁ᵏ.

Lección: Permutaciones, variaciones y combinaciones; triángulo de Pascal (binomio de Newton)

Qué muestra

Los problemas de conteo dependen de una pregunta: ¿importa el orden? Con n elementos etiquetados, una permutación los ordena todos (Pₙ = n!), una variación elige k de ellos con orden (Aₙᵏ = n!/(n − k)!) y una combinación elige k sin tener en cuenta el orden (Cₙᵏ = n!/(k!(n − k)!)). Al listar todos los resultados se ve la relación: cada combinación de k elementos puede ordenarse de k! maneras, así que Aₙᵏ = k!·Cₙᵏ. El triángulo de Pascal contiene los mismos números; cada casilla es la suma de las dos de arriba.

Cómo usarla

Ajusta Número de elementos n y Número elegido k, y elige el tipo de recuento con los botones Permutaciones Pₙ, Variaciones Aₙᵏ o Combinaciones Cₙᵏ. Los estudiantes tocan los elementos uno a uno y ven cómo disminuyen las opciones restantes (principio multiplicativo); luego buscan su elección en la lista completa. Con n y k fijos, alterna entre variaciones y combinaciones para comparar la longitud de las listas. Borrar selección reinicia; Mostrar triángulo de Pascal señala la casilla Cₙᵏ.

Parámetros que puedes cambiar

  • Número de elementos n 1–7
  • Número elegido k 1–7
  • Tipo de recuento Permutación (ordenar los n elementos), Variación (elegir k, con orden), Combinación (elegir k, sin orden)
  • Mostrar triángulo de Pascal

Preguntas para explorar

  1. ¿Elegir capitán, subcapitán y tesorero entre 7 estudiantes es una variación o una combinación, y cuántas formas hay?
  2. Con n = 5 y k = 3, ¿cuántas variaciones corresponden a cada combinación, y por qué?
  3. ¿Por qué Cₙᵏ es igual a Cₙⁿ⁻ᵏ, y dónde muestra esta simetría el triángulo de Pascal?