Ôn Thi Đại Họcby ToanKhonTech
Kiến thức trọng tâmLớp 10Lớp 11

Tổ hợp và xác suất cổ điển

Quy tắc cộng, quy tắc nhân, hoán vị, chỉnh hợp, tổ hợp, nhị thức Newton, xác suất cổ điển, biến cố đối và biến cố độc lập, kèm ví dụ giải từng bước và mẹo đếm.

Tổ hợp và xác suất cổ điển thuộc chương trình lớp 10–11 nhưng gần như năm nào cũng có trong đề, thường là một câu trả lời ngắn ở phần III (tính xác suất trong tình huống đời sống) và là nền để làm câu xác suất có điều kiện ở phần II. Điểm mấu chốt là nhận ra bài toán "có thứ tự hay không", "có lặp hay không" và biết khi nào nên đếm phần bù.

Kiến thức trọng tâm

Hai quy tắc đếm

  • Quy tắc cộng: công việc làm theo một trong các phương án (không trùng nhau), phương án 1 có mm cách, phương án 2 có nn cách thì có m+nm + n cách.
  • Quy tắc nhân: công việc gồm các bước liên tiếp, bước 1 có mm cách, ứng với mỗi cách đó bước 2 có nn cách thì có m⋅nm\cdot n cách.

Hoán vị, chỉnh hợp, tổ hợp

Khái niệm Ý nghĩa Công thức
Hoán vị của nn phần tử Sắp xếp tất cả nn phần tử theo thứ tự Pn=n!=1⋅2⋯n{P_n = n! = 1\cdot 2\cdots n}
Chỉnh hợp chập kk của nn Chọn kk phần tử và sắp thứ tự Ank=n!(n−k)!{A_n^k = \dfrac{n!}{(n - k)!}}
Tổ hợp chập kk của nn Chọn kk phần tử, không quan tâm thứ tự Cnk=n!k! (n−k)!{C_n^k = \dfrac{n!}{k!\,(n - k)!}}

Quy ước 0!=10! = 1. Tính chất: Cnk=Cnn−k{C_n^k = C_n^{n - k}}; Cnk+Cnk+1=Cn+1k+1{C_n^k + C_n^{k + 1} = C_{n + 1}^{k + 1}}; Ank=k!⋅Cnk{A_n^k = k!\cdot C_n^k}.

Nhị thức Newton

(a+b)4=a4+4a3b+6a2b2+4ab3+b4,(a + b)^4 = a^4 + 4a^3b + 6a^2b^2 + 4ab^3 + b^4,
(a+b)5=a5+5a4b+10a3b2+10a2b3+5ab4+b5.\begin{aligned} (a + b)^5 = {} & a^5 + 5a^4b + 10a^3b^2 \\ & + 10a^2b^3 + 5ab^4 + b^5. \end{aligned}

Các hệ số là Cn0,Cn1,…,CnnC_n^0, C_n^1, \dots, C_n^n; số hạng tổng quát là Cnkan−kbkC_n^k a^{n - k}b^k.

Xác suất cổ điển

  • Không gian mẫu Ω\Omega: tập mọi kết quả có thể của phép thử; biến cố AA là một tập con của Ω\Omega.
  • Khi các kết quả đồng khả năng:
P(A)=n(A)n(Ω),0≤P(A)≤1.P(A) = \dfrac{n(A)}{n(\Omega)}, \qquad 0 \le P(A) \le 1.
  • Biến cố đối: P(A‾)=1−P(A)P(\overline{A}) = 1 - P(A) — dùng khi đề có cụm "ít nhất", "có ít nhất một".

Quy tắc cộng và quy tắc nhân xác suất

Quan hệ Công thức
Tổng quát P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B){P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)}
AA, BB xung khắc (không đồng thời xảy ra) P(A∪B)=P(A)+P(B){P(A \cup B) = P(A) + P(B)}
AA, BB độc lập (việc xảy ra của biến cố này không ảnh hưởng xác suất của biến cố kia) P(A∩B)=P(A)⋅P(B){P(A \cap B) = P(A)\cdot P(B)}

Dạng bài thường gặp trong đề thi

Dạng 1: Đếm số — lập số tự nhiên

Xem lời giải

Tất cả các số: chữ số hàng nghìn khác 00 nên có 55 cách; ba chữ số còn lại chọn và xếp từ 55 chữ số còn lại: A53=60A_5^3 = 60 cách. Có 5⋅60=3005\cdot 60 = 300 số.

Số chẵn — chia theo chữ số hàng đơn vị (quy tắc cộng):

  • Hàng đơn vị là 00: ba chữ số đầu là chỉnh hợp chập 3 của 5 chữ số còn lại: A53=60A_5^3 = 60 số.
  • Hàng đơn vị là 22 hoặc 44 (22 cách): hàng nghìn khác 00 và khác chữ số cuối (44 cách); hai chữ số giữa: A42=12A_4^2 = 12 cách. Có 2⋅4⋅12=962\cdot 4\cdot 12 = 96 số.

Vậy có 60+96=15660 + 96 = 156 số chẵn.

Dạng 2: Chọn nhóm, sắp xếp

Xem lời giải

a) Đếm phần bù: chọn 4 người bất kì có C114=330C_{11}^4 = 330 cách; chọn 4 người toàn nam có C64=15C_6^4 = 15 cách. Số cách có ít nhất một nữ: 330−15=315330 - 15 = 315.

b) Có 2 kiểu xen kẽ (nam ở ghế lẻ hoặc nữ ở ghế lẻ); mỗi kiểu xếp 3 nam vào 3 ghế có 3!=63! = 6 cách và 3 nữ vào 3 ghế có 3!=63! = 6 cách. Tổng: 2⋅6⋅6=722\cdot 6\cdot 6 = 72 cách.

Dạng 3: Xác suất cổ điển, dùng biến cố đối

Xem lời giải

n(Ω)=C122=66n(\Omega) = C_{12}^2 = 66. Gọi AA: "tích là số chẵn"; khi đó A‾\overline{A}: "cả hai số đều lẻ". Tập có 6 số lẻ nên n(A‾)=C62=15{n(\overline{A}) = C_6^2 = 15}.

P(A)=1−1566=5166=1722.P(A) = 1 - \dfrac{15}{66} = \dfrac{51}{66} = \dfrac{17}{22}.

Dạng 4: Biến cố độc lập — câu đúng/sai (phần II)

Xem lời giải

Gọi AA, BB lần lượt là "An bắn trúng", "Bình bắn trúng"; AA, BB độc lập nên A‾\overline{A}, B‾\overline{B} cũng độc lập.

0,8An trúng0,7Bình trúng0,8 · 0,7 = 0,560,3Bình trượt0,8 · 0,3 = 0,240,2An trượt0,7Bình trúng0,2 · 0,7 = 0,140,3Bình trượt0,2 · 0,3 = 0,06
Bốn kết quả và xác suất tương ứng; tổng bằng 11. "Đúng một người trúng" gồm nhánh thứ hai và thứ ba.

a) Đúng. P(A∩B)=0,8⋅0,7=0,56P(A \cap B) = 0{,}8\cdot 0{,}7 = 0{,}56.

b) Sai. P(A‾∩B‾)=0,2⋅0,3=0,06P(\overline{A} \cap \overline{B}) = 0{,}2\cdot 0{,}3 = 0{,}06.

c) Đúng. Biến cố đối của "ít nhất một viên trúng" là "không ai trúng": 1−0,06=0,941 - 0{,}06 = 0{,}94.

d) Sai. "Đúng một người trúng" là hợp của hai biến cố xung khắc A∩B‾A \cap \overline{B} và A‾∩B\overline{A} \cap B: 0,8⋅0,3+0,2⋅0,7=0,24+0,14=0,38{0{,}8\cdot 0{,}3 + 0{,}2\cdot 0{,}7 = 0{,}24 + 0{,}14 = 0{,}38}.

Dạng 5: Xác suất trong đời sống (phần III)

Xem lời giải

Mỗi vị trí có 10 cách chọn nên n(Ω)=106n(\Omega) = 10^6.

Mã có 6 chữ số đôi một khác nhau là một chỉnh hợp chập 6 của 10 chữ số: n(A)=A106=151 200n(A) = A_{10}^6 = 151\,200.

P(A)=151 2001 000 000=0,1512≈0,15.P(A) = \dfrac{151\,200}{1\,000\,000} = 0{,}1512 \approx 0{,}15.
Xem lời giải

Số hạng tổng quát: C5k(2x)5−k(−1)kC_5^k(2x)^{5 - k}(-1)^k. Lũy thừa x3x^3 ứng với 5−k=35 - k = 3, tức k=2k = 2: hệ số là C52⋅23⋅(−1)2=10⋅8=80C_5^2\cdot 2^3\cdot(-1)^2 = 10\cdot 8 = 80.

Lỗi thường gặp

Mẹo làm bài

Tự kiểm tra nhanh

  1. Có bao nhiêu cách chọn một lớp trưởng và một lớp phó từ 30 học sinh?
Xem đáp án

Hai chức vụ khác nhau nên có thứ tự: A302=30⋅29=870A_{30}^2 = 30\cdot 29 = 870 cách.

  1. Tính C83C_8^3.
Xem đáp án

C83=8⋅7⋅63!=56C_8^3 = \dfrac{8\cdot 7\cdot 6}{3!} = 56.

  1. Gieo một đồng xu cân đối ba lần. Tính xác suất xuất hiện ít nhất một lần mặt sấp.
Xem đáp án

Biến cố đối là "cả ba lần ngửa", xác suất 18\dfrac{1}{8}. Vậy xác suất cần tìm là 1−18=781 - \dfrac{1}{8} = \dfrac{7}{8}.

  1. Tìm hệ số của x2x^2 trong khai triển (x+3)4(x + 3)^4.
Xem đáp án

Số hạng chứa x2x^2: C42x2⋅32=54x2C_4^2 x^2\cdot 3^2 = 54x^2. Hệ số là 5454.

  1. Xếp ngẫu nhiên 5 bạn A, B, C, D, E thành một hàng ngang. Tính xác suất để A và B đứng cạnh nhau.
Xem đáp án

Coi A, B là một khối: xếp 4 "phần tử" có 4!4! cách, đổi chỗ A, B trong khối có 22 cách. Xác suất 2⋅4!5!=48120=0,4\dfrac{2\cdot 4!}{5!} = \dfrac{48}{120} = 0{,}4.

Kiểm tra lại kiến thức vừa ôn

Làm 10 câu luyện tập về tổ hợp và xác suất cổ điển và xem lời giải ngay sau mỗi câu.

Luyện tập ngay

Đề có câu hỏi về chủ đề này