Permütasyon ve Olasılık

KONU : PERMÜTASYON VE OLASILIK

PERMÜTASYON AMAÇ Permütasyonla ilgili temel kavramları kullanabilme becerisi
Olasılık Amaç Olasılık ve olasılıkla ilgili temel kavramlar bilgisi
Planlama Permütasyon ve olasılık kavramı
1)Permütasyon
A)Genel çarpma özelliği
B) Permütasyon
1) ”n” elemanlı bir kümenin n’li permütasyonu
2) “n”elemanlı bir kümenin r’li permütasyonu
3)Dairesel permütasyon
2)Olasılık:
A)Olay ve olasılık tanımı
B)Ayrık iki olayın olasılığı (A veya B’nin olasılığı)
C)Aynı zamanda geçekleşen bağımsız iki olayın olasılığı(A ve B’nin olasılığı)
İşleniş
Permütasyon ( Büyük )
a) Saymanın Temel İlkesi ( Genel Çarpma Özelliği )
ÖR: Ahmet’in iki değişik pantolonu üç değişik renk gömleği vardır.Ahmet gömlek ile pantolonunu kaç değişik biçimde giyebilir.
ÇÖZÜM: Ahmet’in değişik renk gömlekleri G1,G2,G3 ve pantolonları da P1,P2 olsun.
Ahmet bu giysileri aşağıda gösterilen biçimlerde giyebilir.
1. Giyinme => G1 P1
2. Giyinme => G1 P2
3. Giyinme => G2 P1
4. Giyinme => G2 P2
5. Giyinme => G3 P1
6. Giyinme => G3 P2 biçiminde giyebilir.
Ahmet’in giyinişi 6 değişik biçimde olmaktadır. Bunu kısaca,

Gömlek Pantolon
3 tane 2 tane
3 x 2 = 6 şeklinde buluruz.

Ardışık iki işlemden biri, a değişik yoldan yapılabiliyor. Bu yollardan herhangi biri kullanıldıktan sonra, ikinci bir işlem b değişik yoldan yapılabiliyorsa, ardışık iki işlem a x b değişik yoldan yapılabilir.
Bu özelliğe “Saymanın Temel İlkesi “ yada “ Genel Çarpma Özelliği” denir.

ÖR: A= ( 1,2,3,4,5 } kümesinin elemanları ile rakamları farklı üç basamaklı kaç çift sayı yazılabilir.

Y O B



4 X 3 X 2 = 24 değişik çift sayı yazılabilir.


ÖR: A= ( 0,2,3,4,5 } kümesinin elemanlarını kullanarak 5 ile bölünebilen kaç tane 3 basamaklı tek sayı vardır.


Y O B




4 X 5 X 1 = 20 tane sayı yazılabilir.

FAKTÖRİYEL

n C N olmak üzere,
1.2.3. _ _ _ _ _ .n
çarpımına n faktöriyel denir ve

n! = n .(n-1).(n-2)._ _ _ _ _ .3.2.1 biçiminde ifade edilir.

0! = 1
1! = 1
n! = n.(n-1)! Olarak tanımlanır.


ÖR:

4! = 4.3.2.1 = 24
5! = 5.4.3.2.1 = 120
15! 15.14.13!
13! 13! = 15.14 = 210

4) 8!+9! 8.7!+9.8.7! 7! (8+9.
7! 7! 7!

8+72 = 80

4!. ( n – 1 )!
n! = 6 => n = ?

4! . ( n-1 )!
n! = 6 =>

( 4.3.2.1 ) . ( n-1)! = 6 . n!

24. ( n-1)! = 6.n. ( n-1 )!

n 24. ( n-1 )! n = 4
6 . ( n-1 )!

PERMÜTASYON


Bir kümenin elemanlarının belli bir sıraya göre dizilişlerinin her birine bir permütasyon denir.


ÖR:


A = ( 1,2,3 } kümesinin permütasyonlarını yazalım.
( 1,2,3 ) ( 2,3,1 )
( 1,3,2 ) ( 3,1,2 )
( 2,1,3 ) ( 3,2,1 )

n elemanlı bir kümenin n’li permütasyonlarının sayısı P(n,n) şeklinde gösterilir.P(n,n) ifadesi, n’den 1’e kadar ardışık doğal sayıların çarpımıdır.

Yani; P( n,n ) = n! ‘dir.


ÖR: “Ahmet” kelimesinin harfleri ile, 5 harfli anlamlı yada anlamsız kaç kelime yazılabilir.

P ( 5,5 ) = 5!
= 5.4.3.2.1
= 120 bulunur.


“n” Elemanlı Bir kümenin “r” li Permütasyonları

“n” ve “r” birer sayma sayısı ( n > r ) olmak üzere , n elemanlı bir kümenin elemanlarının r’li sıralanışına, “ n elemanlı kümenin r’li permütasyonu “ denir.ve
P ( n,r ) şeklinde gösterilir.
P ( n,r ) permütasyonlarının sayısı,


P ( n,r ) = n! İfadesi ile bulunur.
( n-r )!

Başka bir ifadeyle P ( n,r ) permütasyonlarının sayısını bulmak için, n’den geriye doğru, r tane ardışık çarpan çarpılır.


ÖR:

1) P ( 5,2 ) 5! 5.4.3! = 20
( 5-2 )! 3!



2) P ( 7,3 ) 7! 7.6.5.4! = 210
( 7-3 )! 4!


3) P ( 6,1 ) 6! 6.5! = 6
( 6-1 )! 5!


ÖR:

P ( 5,3 ) = 5.4.3 = 60
P ( 6,2 ) = 6.5.4.3.2 = 720
P ( 7,4 ) = 7.6.5.4 = 840


ÖR: 5. P( n,3 ) = 2. P( n+1,3 ) eşitliğinde n’nin değeri kaçtır?

ÇÖZÜM:


5.n ( n-1 ). ( n-2 ) = 2.( n+1 ) n . ( n-1 )

5.( n-2 ) = 2 ( n+1 )

5 n-10 = 2 n+2

5 n –2n = 2+10

3 n = 12

n = 4

Dönel (Dairesel ) Sıralama

“n” elemanlı bir kümenin elemanlarının, bir çemberin noktaları üzerinde birbirine göre farklı dizilişlerinden her birine,”dairesel permütasyon “ denir.
“n” elemanlı bir kümenin elemanlarının, bir daire üzerinde değişik biçimde dairesel permü-
tasyonlarının sayısı,

( n-1 )! Tanedir.

ÖR: 7 kişi, yuvarlak bir masanın etrafında kaç değişik şekilde oturabilir?

ÇÖZÜM:
Bir kişinin yeri sabit tutulursa;

Oturuş sayısı = ( 7-1 )!
= 6!
6.5.4.3.2.1 = 720 bulunur.

ÖR:

Bir okulda, 3 yönetici ile 5 öğretmen vardır. Yöneticiler yan yana olmak üzere, 8 kişi yuvarlak bir masanın etrafına oturacaklardır. Oturuş biçimi kaç farklı biçimde olabilir?

ÇÖZÜM:

Yöneticiler bir arada olacağı için, üç yöneticiyi bir kişi gibi kabul edelim.
Bu duruma göre, yuvarlak masanın etrafına 1+5 = 6 kişi oturuyormuş gibi düşünebiliriz. Ancak,3 yönetici de kendi aralarında 3! Kadar farklı biçimde otururlar.

Buna göre, farklı oturuş biçimi,

3!.( 6-1 )! = 6 .120 =720 değişik biçimde olur.


OLASILIK


Olasılık, rastlantı yada kesin olmayan olaylarla uğraşır. Rastlantı; sonucu önceden bilinmeyen, gerçekleşmesi şansa bağlı olaylardır.
Örneğin; bir parayı havaya attığımızda, yazı mı yoksa tura mı geleceğini deney yapmadan bilemeyiz.

. Bir deneyde çıkan sonuçların her birine “ olay “denir. Yapılan bir deneyde, elde edile-
bilecek tüm çıkanların kümesine “örnek uzay”veya “ evrensel küme “ adı verilir. Büyük “E”harfi ile gösterilir.

. Bir olay her zaman olabiliyorsa buna “kesin olay”; hiç gerçekleşmiyorsa buna da “imkansız olay” denir.

. Bir E örnek uzayının her elemanının elde edilme olasılığı eşit ise bu E örnek uzayına “eş olumlu örnek uzay “ denir.

Eş olumlu örnek uzayına ait bir A olayının olasılığı P( A ) biçimde gösterilir.

A C E olayı için,

P( A ) = s( A)
s( E ) dir.

ÖR:

Bir zar atıldığında,üste gelen yüzünün asal sayı olma olasılığı nedir?
ÇÖZÜM:
Evrensel küme E = ( 1,2,3,4,5,6 }
Olay A = ( 2,3,5 } dir.

A olayının olasılığı : P( A ) s( A ) 3 1
s( E ) 6 2
ÖZELLİKLER


Bir olayın olasılığı, sıfır ile bir arasında bir sayıdır.

0 < P( A ) < 1
P( A ) = 0 => böyle bir olaydan söz edilemez.(İmkansız olay )
P( A ) = 1 => olasılık tamdır.( Kesin olay )
Bir olayın olma olasılığı ile olmama olasılığının toplamı 1’e eşittir.
P( A ) + P( A‘) = 1 dir.


ÖR:
Bir torbada,aynı büyüklükte 3 kırmızı, 4 beyaz, 5 mavi bilye vardır. Torbadan rasgele bir bilye çekiliyor. Çekilen bilyenin beyaz olma olasılığı nedir?

ÇÖZÜM:

Örnek uzayın eleman sayısı,

s( E ) = 3+4+5 = 12 dir.

Beyaz bilye çekme olayı B olsun . Torbada 4 tane beyaz bilye olduğundan,
s( B ) = 4 tür. Buna göre;
P( B ) s( B ) 4 1
s( E ) 12 3 tür.


ÖR:

Bir çift zar, aynı anda masanın üzerine atılıyor. Üste gelen sayıların toplamının asal sayı olma olasılığı nedir?

ÇÖZÜM:

Evrensel kümenin eleman sayısı,

s( E ) = 6 x 6 = 36 dır.

Üste gelen sayıların toplamının asal sayı olma durumları;
A = ( (1,1),( 1,2 ),( 2,1 ),( 1,4 ),( 4,1 ),( 1,6 ),( 6,1 ),( 2,3 ),( 3,2 ),( 2,5 ),( 5,2 ),( 3,4 ),( 4,3 ), ( 5,6 ),( 6,5 )}


P( A ) s( A) 15 5
s(E) 36 12 dir.




AYRIK İKİ OLAYIN BİRLEŞMELERİNİN ( A VEYA B OLAYININ ) OLASILIĞI


Ayrık olayların birleşimlerinin olasılığı, bu olayların olasılıkları toplamına eşittir.
A n B = O =>
P ( A U B ) = P ( A ) + P( B ) dir.



ÖR:

Bir torbaya aynı büyüklükte 2 kırmızı, 3 sarı,4 mavi bilye konuluyor. Torbadan rasgele bir bilye çekilirse,çıkan bilyenin kırmızı veya mavi olma olasılığı nedir?

ÇÖZÜM: Evrensel küme,

E = ( k1,k2,s1,s2,s3,m1,m2,m3,m4 }ve s( E ) = 9 dur.
Kırmızı bilyeler = A = ( k1,k2 }
Mavi bilyeler = B = ( m1,m2,m3,m4 }
A n B = O dir. Buna göre,
P ( A U B ) = P( A ) + P( B ) yazılır.
P ( A U B ) = 2 4 6 2
9 9 9 3 bulunur.



AYRIK OLMAYAN İKİ OLAYIN BİRLEŞİMLERİNİN (A VEYA B OLAYININ )
OLASILIĞI



Ayrık olmayan iki olayın birleşimlerinin olasılığı, bu olayların ayrı ayrı olasılıkları toplamından kesişimlerinin olasılığının farkına eşittir.

A n B = O => ,

P ( A U B ) = P( A ) + P( B ) – P( A n B ) dir.





ÖR:

Bir torbaya 1’den 9’a kadar numaralanmış aynı büyüklük ve özellikte 9 top konuyor. Torbadan rasgele bir top çekiliyor. 4’ten büyük veya tek numaralı bir topun çıkma olasılığı nedir?



ÇÖZÜM:Evrensel küme
E = ( 1,2,3,4,5,6,7,8,9 }
s( E ) = 9 dur.

Tek numaralı bilyenin çıkması olayı;
A = ( 1,3,5,7,9 }, s( A ) = 5 ’tir.

4 ten büyük numaralı bilyenin çıkması olayı;

B = ( 5,6,7,8,9 }, s ( B ) = 5’tir.
A n B = (5,7,9 }, s ( A n B ) = 3’tür.


P( A ) = 5 P ( B ) = 5 P( A n B) = 3
9 9 9 dur.

Buna göre,


P( A u B ) = P( A ) + P( B )- P( A n B )
= 5 + 5 - 3
9 9 9
= 7
olur.




BAĞIMSIZ OLAYLARIN BİRLİKTE OLMA ( A VE B OLAYININ ) OLASILIĞI


İki veya daha çok olayın gerçekleşmeleri birbirine bağlı değilse böyle olaylara “ bağımsız olaylar” denir.
Bağımsız olayların birlikte olma olasılığı bu olayların olasılıklarının çarpımına eşittir.


P( A ve B ) = P( A n B ) = P( A ) . P( B ) dir.

ÖR: Bir okulun birinci sınıfında 12 erkek ve 8 kız, ikinci sınıfında 6 erkek ve 12 kız öğrenci vardır. Her iki sınıftan da rasgele seçilen birer öğrencinin ikisinin de kız öğrenci olma olasılığı nedir?
sınıftan seçilen öğrencinin kız öğrenci olması olayı A =>
P( A) = s( A ) 8 2
s( E ) 20 5 tir.
sınıftan seçilen öğrencinin kız öğrenci olması olayı B =>
P( B ) = s( B) 12 2
s( E ) 18 3 tür.
P( A n B ) = P( A ) . P( B )
= 2 . 2 4
5 3 15 olur...