A. Sử dụng Phương pháp trực tiếp
Dạng 1. Đếm số tập con của một tập hợp
Cho tập X là hợp của n tập rời nhau A1,A2,A3,A4,....An Hỏi có bao nhiêu cách chọn k phần tử trong tập hợp X thoả mãn điều kiện nào đó?
Thường các dạng bài toán này phải chia ra nhiều trường hợp. Để tránh việc học sinh có thể bỏ sót trường hợp thì có thể dùng hệ phương trình. Ta sẽ làm quen với phương pháp này qua các ví dụ.
Ví dụ 1. (Đề thi Đại học khối B - 2004)
Trong một môn học, thầy giáo có 30 câu hỏi khác nhau gồm 5 câu hỏi khó, 10 câu hỏi trung bình, 15 câu hỏi dễ. Từ 30 câu hỏi có thể lập được bao nhiêu đề thi, mỗi đề gồm5 câu hỏi khác nhau, sao cho trong mỗi đề nhất thiết phải có đủ 3 loại câu hỏi và số câu hỏi dễ không ít hơn 2?.
Giải
Gọi x, y, z lần lượt là số câu hỏi khó, trung bình, dễ được chọn.
Theo đề bài ta có hệ [tex]\left\{\begin{matrix} x+y+z=5 & & \\ 0< x\leq 5,0< y\leq 10,2\leq z\leq 15 & & \end{matrix}\right.[/tex]
Giải hệ ta có nghiệm (2; 1;2); (1; 2; 2); (1; 1; 3).
Với (x; y; z) =(2; 1; 2) ta có [tex]C_{5}^{2}.C_{10}^{1}.C_{15}^{2}[/tex] cách.
Với (x; y; z) =(1; 2; 2) ta có [tex]C_{5}^{1}.C_{10}^{2}.C_{15}^{2}[/tex] cách.
Với (x; y; z) =(1; 1; 3) ta có [tex]C_{5}^{1}.C_{10}^{2}.C_{15}^{3}[/tex] cách.
Vậy có tất cả[tex]C_{5}^{2}.C_{10}^{1}.C_{15}^{2}[/tex] +[tex]C_{5}^{1}.C_{10}^{2}.C_{15}^{2}[/tex] + [tex]C_{5}^{1}.C_{10}^{2}.C_{15}^{3}[/tex] cách.
Ví dụ 2. (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng cơ khí luyện kim - 2005)
Có 5 nhà toán học nam, 3 nhà toán học nữ, 4 nhà vật lí nam. Cần lập 1 đoàn công tác 3 người có cả nam và nữ, có cả nhà toán học và nhà vật lí. Hỏi có bao nhiêu cách lập đoàn công tác?
Giải
Gọi x, y, z lần lượt là số nhà toán học nam, số nhà toán học nữ, số nhà vật lí nam được chọn.
Theo đề bài ta có hệ[tex]\left\{\begin{matrix} x+y+z=3 & & \\ y,z> 0& & \end{matrix}\right.[/tex]
Giải hệ ta có nghiệm (0; 1; 2), (0; 2; 1), (1; 1; 1).
Vậy kết quả là có [tex]C_{4}^{1}.C_{3}^{2}[/tex] +[tex]C_{4}^{2}.C_{3}^{1}[/tex] +[tex]C_{5}^{4}.C_{4}^{1}.C_{3}^{1}[/tex] cách chọn.
BÀI TẬP
Bài 1. Từ 6 bông hoa màuvàng, 4 bông hoa màu trắng và 5 bông hoa màu đỏ (các bông hoa đôi một khác nhau). Người ta chọn một bó hoa gồm 7 bông. Có bao nhiêu cách chọn trong đó
a. Có đủ 3 màu và số bông hoa màu trắng không ít hơn 3.
b. Có ít nhất 2 bông hoa màu vàng và ít nhất 3 bông hoa màu đỏ.
Bài 2. Có 12 cây giống 3 loại: Mít có 6 cây, Ổi có 4 cây, Xoài có 2 cây. Hỏi có bao nhiêu cách chọn sao cho số cây Ổi nhiều hơn số cây Xoài.
Bài 3. Một đội văn nghệ có 15 người trong đó có 10 nam và 5 nữ. hỏi có bao nhiêu cách chọn ra 5 người sao cho có ít nhất 2 nam và ít nhất 1 nữ.