Quy tắc đếm lớp 10 từ A - Z (Lý thuyết Toán Kết nối tri thức)

Quy tắc đếm là gì?

Quy tắc đếm là nền tảng của tổ hợp và xác suất, bao gồm quy tắc cộng và quy tắc nhân, dùng để xác định tổng số cách thực hiện một công việc mà không cần liệt kê từng trường hợp.

Quy tắc cộng là gì?

Quy tắc cộng là phép đếm cho phép bạn xác định số cách thực hiện một công việc khi có nhiều phương án khác nhau và các phương án này không trùng nhau. Phép tính được xác định bằng cách cộng số cách thực hiện của từng phương án riêng biệt. Cho phép bạn tính nhanh tổng số khả năng mà không bị bỏ sót hay nhầm lẫn giữa các trường hợp.

Công thức quy tắc cộng

Nếu một công việc có thể làm theo 2 cách khác nhau là A 1 hoặc A 2 , thì ta chỉ cần cộng số cách lại. Cụ thể, A1 có n1 cách, A2 có n2 cách và hai cách này không bị trùng nhau, nên tổng số cách làm công việc là $\mathrm{n} 1+\mathrm{n} 2$.

Nếu $A_1, A_2, \ldots, A_n$ là các tập không giao nhau $\rightarrow\left|A_1 \cup A_2 \cup \ldots \cup A_n\right|=n_1+n_2+\ldots+n_k$

Ví dụ minh họa

Trong một cửa hàng lưu niệm, bạn muốn mua một món quà tặng bạn thân. Cửa hàng có 3 mẫu gấu bông, 5 loại sổ tay và 2 mẫu bút ký. Hỏi bạn có bao nhiêu cách để chọn ra một món quà?

Lời giải

Phương án 1: Gấu bông có $n_1=3$

Phương án 2: Sổ tay có $n_2=5$

Phương án 3: Bút ký có $n_3=2$

Theo quy tắc cộng, số cách để chọn ra một món quà là: $n_1+n_2+n_3=10$ cách

Quy tắc nhân là gì?

Quy tắc nhân là phép đếm cho phép bạn xác định số cách thực hiện một công việc khi công việc đó gồm nhiều bước liên tiếp. Phép tính được xác định bằng cách nhân số cách thực hiện của từng bước với nhau. Điều này giúp bạn tính chính xác tổng số khả năng khi các hành động diễn ra theo trình tự.

Công thức quy tắc nhân thế nào?

Nếu một công việc gồm 2 bước làm liên tiếp, thì ta sẽ nhân số cách lại. Bước 1 có n1 cách, và với mỗi cách ở bước 1 thì bước 2 có n 2 cách, nên tổng số cách làm cả công việc là $\mathbf{n 1} \times \mathbf{n 2}$.

Nếu $A_1, A_2, \ldots, A_n$ là các tập giao nhau $\rightarrow\left|A_1 \cap A_2 \cap \ldots \cap A_n\right|=n_1 \mathrm{x} n_2 \mathrm{x} \ldots \mathrm{x} n_k$

Ví dụ minh họa

Một nhà hàng phục vụ bữa sáng gồm có 5 loại đồ uống (cà phê, trà, nước cam, sữa, sinh tố) và 3 loại món ăn (phở, bánh mì, bún chả). Hỏi một thực khách có bao nhiêu cách chọn một suất ăn sáng gồm một món ăn và một loại đồ uống?

Lời giải

Công đoạn 1: Chọn một món ăn. Vì có 3 loại món ăn khác nhau nên có 3 cách chọn.

Công đoạn 2: Chọn một loại đồ uống. Vì có 5 loại đồ uống khác nhau nên có 5 cách chọn.

Theo quy tắc nhân, tổng số cách để chọn một suất ăn sáng (gồm cả món ăn và đồ uống) là: 3x5 = 15 cách

Quy tắc bù trừ

Khi hành động H có thể chia thành nhiều trường hợp phức tạp, ta có thể đếm số phương án bằng cách sử dụng phần bù của bài toán theo các bước sau:

- Bước 1: Đếm tổng số phương án thực hiện hành động H mà không cần quan tâm đến việc có thỏa mãn tính chất T hay không. Gọi kết quả này là $\alpha$ phương án.

- Bước 2: Đếm số phương án thực hiện hành động H nhưng không thỏa mãn tính chất T (trường hợp vi phạm điều kiện). Gọi kết quả này là $\beta$ phương án.

Kết luận: Số phương án thỏa mãn yêu cầu bài toán (có tính chất T ) là: $\alpha-\beta$

Kết hợp giữa quy tắc cộng và nhân

Trong thực tế, các bài toán đếm thường có cấu trúc phức tạp, đòi hỏi chúng ta phải linh hoạt phối hợp cả hai quy tắc này để tìm ra kết quả chính xác.

- Áp dụng quy tắc cộng khi một công việc có thể hoàn thành theo nhiều phương án độc lập (phân biệt). Thực hiện một trong các phương án là đã hoàn thành xong công việc.

- Áp dụng quy tắc nhân khi một công việc bao gồm nhiều công đoạn nối tiếp nhau. Phải thực hiện tất cả các công đoạn theo đúng trình tự để hoàn thành công việc.

Xem thêm: 3 đường Conic: Phân biệt Elip, Hypebol và Parabol

Bài tập về quy tắc đếm thường gặp trong toán lớp 10

Dưới đây là bài tập ôn tập về các quy tắc đếm cơ bản (quy tắc cộng và quy tắc nhân) trong chương trình Toán lớp 10 để giúp bạn củng cố kiến thức và kỹ năng giải toán.

Bài tập quy tắc cộng

Bài 1: Một cửa hàng có 15 mẫu váy màu xanh và 12 mẫu váy màu đỏ. Bạn muốn mua một chiếc váy bất kỳ để đi tiệc. Hỏi có bao nhiêu lựa chọn?

Bài 2: Trên giá sách có 8 quyển sách toán khác nhau, 6 quyển sách lý khác nhau và 5 quyển sách hóa khác nhau. Bạn muốn chọn một quyển sách để đọc. Có bao nhiêu cách chọn?

Bài 3: Trong một cuộc thi tìm hiểu lịch sử, có 10 câu hỏi về lịch sử Việt Nam và 8 câu hỏi về lịch sử thế giới. Ban tổ chức muốn chọn ra một câu hỏi để làm câu hỏi khởi động. Hỏi có bao nhiêu cách chọn?

Bài 4: Cho tập hợp A = {1; 2; 3; 4; 5}. Có bao nhiêu số tự nhiên gồm một chữ số thuộc tập A? Có bao nhiêu số chẵn gồm một chữ số thuộc tập A?

Bài 5: Có bao nhiêu cách chọn một quân bài từ bộ bài tú lơ khơ 52 lá sao cho quân bài đó là lá Át hoặc là một lá thuộc chất Rô?

Bài 6: Có bao nhiêu số tự nhiên nhỏ hơn 100 mà chữ số hàng đơn vị là số lẻ hoặc chữ số hàng chục là số chẵn (xét cả các số có một chữ số bằng cách coi chữ số hàng chục là 0)?

Bài 7: Một đội văn nghệ có 10 nam và 12 nữ. Cần chọn ra một người để làm đội trưởng. Tuy nhiên, trong đội có 3 cặp anh chị em ruột (mỗi cặp gồm 1 nam - 1 nữ). Nếu không có ràng buộc gì thì có bao nhiêu cách? Nếu cần chọn một người không nằm trong nhóm có anh chị em thì có bao nhiêu cách?

Bài tập quy tắc nhân

Bài 1: Để đi từ thành phố A đến thành phố C, bạn phải đi qua thành phố B. Biết từ A đến B có 4 con đường, từ B đến C có 3 con đường. Hỏi có bao nhiêu cách đi từ A đến C?

Bài 2: Có bao nhiêu số tự nhiên có 3 chữ số khác nhau được lập từ các chữ số {1; 2; 3; 4; 5; 6}?

Bài 3: Một biển số xe gồm 2 chữ cái đứng đầu (lấy từ bảng 26 chữ cái tiếng Anh) và theo sau là 4 chữ số (từ 0 đến 9). Có bao nhiêu biển số xe khác nhau có thể được tạo ra?

Bài 4: Trên một kệ sách có 4 cuốn sách Toán, 5 cuốn sách Lý và 3 cuốn sách Hóa (tất cả các cuốn đều khác nhau). Có bao nhiêu cách xếp các cuốn sách này thành một hàng ngang sao cho các cuốn sách cùng một môn phải đứng cạnh nhau?

Bài 5: Bạn có 5 chiếc áo khác nhau, 4 chiếc quần khác nhau và 3 đôi giày khác nhau.

a) Có bao nhiêu cách phối một bộ đồ hoàn chỉnh?

b) Nếu trong 5 chiếc áo có 1 chiếc áo sơ mi chỉ hợp với 2 chiếc quần tây cụ thể, các áo còn lại mặc với quần nào cũng được. Hỏi có bao nhiêu cách phối đồ?

Bài 6: Một đa giác lồi có n đỉnh. Hỏi có bao nhiêu đoạn thẳng nối hai đỉnh bất kỳ? Từ đó suy ra số đường chéo của đa giác

Bài 7: Cho hai đường thẳng song song $d_1$ và $d_2$. Trên $d_1$ lấy 5 điểm phân biệt, trên $d_2$ lấy 7 điểm phân biệt. Có bao nhiêu cách chọn ra 3 điểm để tạo thành một tam giác?

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã nắm được bản chất của Quy tắc đếm cũng như cách vận dụng linh hoạt quy tắc cộng và quy tắc nhân vào từng dạng bài cụ thể. Nếu bạn còn gặp khó khăn khi áp dụng vào từng dạng bài cụ thể, Khóa học Toán lớp 10 tại hệ thống giáo dục Học là Giỏi sẽ hỗ trợ bạn hệ thống lại kiến thức, hướng dẫn cách nhận diện dạng bài và rèn luyện kỹ năng giải bài hiệu quả.