BAB 3
PRINSIP INKLUSI – EKSKLUSI
1. Tentukan banyak bilangan bulat dari 1 sampai dengan 10.000 yang tidak habis dibagi 4, 6, 7 atau 10.
Jawab:
Misal: S = {1, 2, 3, 4, 5, ..., 10.000} a1 = {sifat habis dibagi 4}
a2 = {sifat habis dibagi 6}
a3 = {sifat habis dibagi 7}
a4 = {sifat habis dibagi 10}
N(a1) = banyak anggota S yang habis dibagi 4
( ) =10.000
4 = 2.500
N(a2) = banyak anggota S yang habis dibagi 6
( ) =10.000
6 = 1.666
N(a3) = banyak anggota S yang habis dibagi 7
( ) =10.000
7 = 1.428
N(a4) = banyak anggota S yang habis dibagi 10
( ) =10.000
10 = 1.000
N(a1a2) = banyak anggota S yang habis dibagi 4 dan 6
( ) =10.000
24 = 416
N(a1a3) = banyak anggota S yang habis dibagi 4 dan 7
( ) =10.000
28 = 357
N(a1a4) = banyak anggota S yang habis dibagi 4 dan 10
( ) =10.000
N(a2a3) = banyak anggota S yang habis dibagi 6 dan 7
( ) =10.000
42 = 238
N(a2a4) = banyak anggota S yang habis dibagi 6 dan 10
( ) =10.000
60 = 166
N(a3a4) = banyak anggota S yang habis dibagi 7 dan 10
( ) =10.000
70 = 142
N(a1a2a3) = banyak anggota S yang habis dibagi 4, 6 dan 7
( ) =10.000
168 = 54
N(a1a2a4) = banyak anggota S yang habis dibagi 4, 6 dan 10
( ) =10.000
240 = 41
N(a2a3a4) = banyak anggota S yang habis dibagi 6, 7 dan 10
( ) =10.000
420 = 23
N(a1a2a3a4) = banyak anggota S yang habis dibagi 4, 6, 7 dan 10
( ) =10.000 1680 = 5
(
)
= − ( ) + , + , , , , , = N – N (a1) – N (a2) – N (a3) – N (a4) + N (a1a2) + N (a1a3) + N (a1a4) + N (a2a3) + N (a2a4) + N (a3a4) – N (a1a2a3) – N (a1a2a4) – N (a2a3a4) + N (a1a2a3a4) = 10000 – 2500 – 1666 – 1428 – 1000 + 416 + 357 + 250 + 238 + 166 + 142 – 54 – 41 – 23 + 5 = 4857.Jadi, banyak bilangan bulat dari 1 sampai dengan 10.000 yang tidak habis dibagi 4, 6, 7, dan 10 adalah 4857.
2. Tentukan banyak bilangan bulat dari 1 sampai dengan 1.000.000 yang tidak habis dibagi bilangan kuadrat sempurna kurang dari 20 (<20) atau bilangan cacah pangkat 3 kurang dari 30 (<30).
Jawab
Missal: S = {1,2,3, … 1000.000} = sifat habis dibagi 4 = sifat habis dibagi 9 = sifat habis dibagi 16 = sifat habis dibagi 8 = sifat habis dibagi 27 = ISI =1000000
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4 = (1000000/4) =250000 ( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 9 = (1000000/9) =111111 ( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 16 = (1000000/16) = 62500 ( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 8 = (1000000/8) =125000 ( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 27 = (1000000/27) =37037 ( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4 dan 9 = (1000000/36) = 27777
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4 dan 16 = (1000000/64) = 15625
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4 dan 8
= (1000000/32) = 31250
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4 dan 27 = (1000000/108) = 9259
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 9 dan 16 = (1000000/144) = 6944
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 9 dan 8 = (1000000/72) = 13888
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 9 dan 27 = (1000000/243) = 4115
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 16 dan 8 = (1000000/128) = 7812
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 16 dan 27 = (1000000/432) = 2314
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 8 dan 27 = (1000000/216) = 4629
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4, 9 dan 16 = (1000000/576) = 1736
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4, 9 dan 8
= (1000000/288) = 3472
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4, 9 dan 27 = (1000000/972) = 1028
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 9, 16 dan 8 = (1000000/1152) = 868
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 9, 16 dan 27 = (1000000/3888) = 257
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 16, 8 dan 27 = (1000000/3456) = 289
( ) = Banyak anggota S yang habis dibagi 4, 9, 16 dan 8 = (1000000/4608) = 217
( , ) = (1000000/124416) = 8
3. Tentukan banyaknya permutasi dari {1, 2, 3, 4, 5, 6} hingga pola-pola “124” dan “35” tidak muncul
Jawab
S = himpunan p. Semua permutasi dari {1,2,3,4,5,6} = pola “124”muncul
= pola “35”muncul = ISI = 6!
( ) = banyak permutasi di S ⇒ pola 124 muncul = banyaknya permutasi dari {1,2,3,4,5,6} = 4! (atau: ((6-3+1)!=4!)
( ) = banyak permutasi di S ⇒ pola 35 muncul = banyaknya permutasi dari {1,2,3,4,5,6} = 5! (atau: ((6-2+1)!=5!)
( ) = banyak permutasi di S ⇒ pola 124 dan 35 muncul = banyaknya permutasi dari {1,2,3,4,5,6} = 3!
( ′ ′) = banyak permutasi di S ⇒ pola 124 dan 35 tidak muncul = − ( ) − ( ) + ( )
= 6! - 4! - 5! + 3! = 720 – 24 – 120 + 6 =582
4 Sebuah kata sandi dengan panjang 9 dibentuk dari angka-angka 0,1 dan 2 sedemikian hingga tiap angka muncul tiga kali dan tiga angka berurutan dalam kata sandi tersebut tidak boleh sama.Ada berapa kata sandi yang dapat dibentuk?
Jawab:
Misal: S :{permutasi sebuah kata sandi dengan panjang 9 dari angka-angka 0,1 dan 2 tiap angka muncul 3x dan tiga angka muncul tidak boleh sama}
:{“0”,”0”,”0”,”1”,”1’,”1’,”2,”,”2”,”2”}
a1 : sifat”kode” “0” muncul 3x = muncul pola “000”
a2 : sifat kode”1” muncul 3x = muncul pola “111”
a3 : sifat kode”2” muncul 3x = muncul pola “222”
Ditanya :
N( )=banyaknya kata sandi yang dapat dibentuk dengan panjang 9, dimana tiga angka berurutan tidak boleh sama.
N =│S│= !
! ! != 1680
N = (a1) = Banyaknya anggota S yang punya sifat muncul kode “000” dari
{0,0,0,1,1,1,2,2,2} atau = {“000”1,1,1,2,2,2} = !
N =(a2) =Banyaknya anggota S yang punya sejenis muncul kode “111” dari
{0,0,0,1,1,1,2,2,2} = ! !! = 140 N = (a3) =140
N = (a1a2) =Banyaknya anggota yang punya sifat muncul kode
“000”dan”111”dari {0,0,0,1,1,1,2,2,2} = !!= 20 N =(a1a3) = N(a2a3)=20
N = (a1a2a3) = Banyaknya anggota S yang punya sifat muncul kode
“000”,”111”,”222”, dari {0,0,0,1,1,1,2,2,2} = 3! =6 N ( ) =
kberbeda j i k j i i i jberbeda j i i aa a a a a N N , , , = 1680 – 3(140) + 3(20) – 6 = 1314 cara5. Delapan kecelakaan terjadi dalam satu minggu dengan prinsip inklusi dan eksklusi, hitung probabilitas bahwa terdapat paling sedikit satu kecelakaan tiap hari.
Jawab :
7 7 7 7 7 7 7
Banyak kecelakaan 1 2 3 4 5 6 7
Hari sen sel rab kam jum sab ming
Mis : S : {semua kejadian kecelakaan yang mungkin terjadi }
a1 : sifat bahwa hari kNe-i tidak terjadi kecelakaan dengan i = { sen sel rab
kam jum sab ming} N =
5 78 N =
8 : 1 7 i a ,I E {1,2,...7} N =
aiaj
7 2
8 i jN =
aiajak
7 3
8 , i,j,k berbeda N =
aia2...a7
77
8 0 N =
jberbeda i i j i i i N a a N aa a a N N a aia , 2 1 7 1 2... ... 17 ... 7= 78
17
71
8
27
72
8
37
73
8
7 8 7 8 8 7 8
7 7 7 6 7 5 7 5 4 7 4 = 5764801-7.68 21.58 35.48 35.38 21.28 7.18 0 = 5764801 - 11.757.312 + 8203125 - 229376 + 7-0 = 141120Jadi banyaknya semua peristiwa yang mungkin di mana ada 7 hari terjadi kecelakaan yaitu 141120
Dengan demikian, peluang peristiwa dimana tiap hari terjadi kecelakaan :
N a a a N P 1 7 1 2 1 1 ... = 8 7 141120 = 0,024479596 = 0,026. Untuk suatu bilangan cacah n, banyaknya solusi bulat dari persamaan X1 + X2
+X3+…+ Xk= n, X ≥ 0 i
1,2,3,...k
adalah n k n 1gunakan PIE untuk
menentukan banyaknya solusi bulat dari banyaknya solusi bulat dari setiap persamaan berikut. a) x1 + x2 + x3 = 16, 0 Xi 7,i
1,2,3
b) x1 + x2 + x3 = 14, 1 Xi 7,i
1,2,3
c) x1 + x2 + x3 = 20, 1 X1 6, 0 X2 7 8 4 X3 ,2 X4 6 d) x1 + x2 + x3 + x4 = 28, i Xi 5i,i
1,2,3,4
Jawaba) x1 + x2 + x3 = 16, 0 Xi 7, i
1,2,3
. Misalkan S himpunan semua solusi bulat dari persamaan X1 + X2 + X3 = 16, 0 Xi 7, i
1,2,3
untuk setiap
1,2,3
i missal ai menyatakan sifat Xi 6.
N= 16 18 1 3 16 S
a1N = banyaknya anggota S yang mempunyai sifat ai 16
= banyaknya solusi bulat x1 + x2 + x3 =16, x18,x2 0, x3 0.
= banyaknya solusi bulat x1 – 8 + x2 + x3 = 8, x1 80,x2 0,x3 0
= banyaknya solusi bulat x11 + x2 + x3 = 8, x1 80,x2 0,x3 0
= 8 1 3 8 = 8 10
a2N = banyaknya anggota S yang mempunyai sifat ai
= banyaknya solusi bulat x1 + x2 + x3 =16, x1 0,x2 8., x3 0.
= banyaknya solusi bulat x1 + x2 - 8 + x3 = 8, x10,x2 80,x3 0
= banyaknya solusi bulat x1 + x12 - 8 + x3 = 8, x10,x2 0,x3 0
= 831 = 8 10
Dengan cara yang sama diperoleh N
a3 = 8 10
a1a2
N = banyaknya anggota S yang mempunyai sifat a1 dan a2
= banyaknya solusi bulat x1 + x2 + x3 =16, X11 8,X2 8., X3 0.
= banyaknya solusi bulat x11– 8 + x2 – 8 + x3 = 0, x180,x280,
x3 8
= banyaknya solusi bulat 1 1 x + 1 2 x + x3 = 0, x1180,x 8 0 1 2 , x3 0 = 0 1 3 0 = 1 2 = 1
Dengan cara yang sama diperoleh N
a1a3
=N
a1a2
= 1 2 = 1
a1a2q3
N = banyaknya anggota S yang mempunyai sifat a1, a2dan a3
= tak mungkin = 0
1
3 1 2 1 1a a a N = N -
i i a +
ij j ia a +
ijk k j ia a a = 16 18 - 3 8 10 + 3 b) X1 + X2 + X3 = 14, 1Xi 7, i
1,2,3
Missal : X1 + X2 + X3 = 14 - 1, 0 Xi 6, i
1,2,3
X1 + X2 + X3 = 13 , 0Xi 6, i
1,2,3
S =
semua solusi bulat dari persamaan X1 + X2 + X3 =13, X1 0,X2 0., 0 3 X
1 a = sifat X1 ≥ 7 2 a = sifat X2 ≥ 7 3 a = sifat X2 ≥ 7 Maka didapat N = 13 15 1 3 13 S
a1N = banyaknya anggota S yang mempunyai sifat a1
= banyaknya solusi bulat dari persamaan X1 + X2 + X3 =13, dengan 7
1
X ,X2 0., X3 0.
= banyaknya solusi bulat dari persamaan X1 - 7 + X2 + X3 = 6, 0
7
1
X ,X2 0,X30
= banyaknya solusi bulat dari persamaan X11 + X2 + X3 = 6, X11 0, 0 2 X ,X3 0 = 6 1 3 6 = 6 8 = 28 13
N(a1a2) = banyaknya solusi bulat dari persamaan x1+x2+x3=13, x1≥7, x2≥7, x3≥0
= banyaknya solusi bulat dari -7+x2-7+x3=-1, x1-7≥0, x2-7≥0, x3≥0
= banyaknya solusi bulat dari persamaan x1+x2+x3=-1, x1≥0, x2≥0, x3≥0
= 0
Dengan cara yang sama diperoleh N(a1a3)= N(a2a3) = 0
N(a1a2a3) = banyaknya solusi bulat dari persamaan x1+x2+x3=13, x1≥7, x2≥7, x3≥7
= 0
N( ′ ′ ′) = N-∑ ( ) +∑, −∑, , ( )
= 105-84 = 21
Jadi banyaknya solusi bulat dari persamaan x1+x2+x3=14, 1≤ x2 ≤ 7, i {1,2,3}
adalah 21.
c) x1 + x2 + x3 + x4 = 20, 1 ≤ x1 ≤ 6, 0 ≤ x2 ≤ 7, 4 ≤ x3 ≤ 8, 2 ≤ x4 ≤ 6
Maka,
x 1 + x2 + x3 + x4 = 20 – 1 – 4 – 2; 0 ≤ x1 ≤ 5, 0 ≤ x2 ≤ 7, 0 ≤ x3 ≤ 4, 0 ≤ x4 ≤ 4
Misal S{semua solusi bulat dari x1 + x2 + x3 + x4 = 13 dengan 0 ≤ x1 ≤ 5,
0 ≤ x2 ≤ 7, 0 ≤ x3 ≤ 4, 0 ≤ x4 ≤ 4} a1 = sifat x1 ≥ 6 , a3 = sifat x3 ≥ 5 a2 = sifat x2 ≥ 8 , a4 = sifat x4 ≥ 5 N = | | = 13 + 4 − 1 13 = 16 13 = 560
N(a1) = banyaknya solusi bulat x1 + x2 + x3 = x4 = 13 dengan x1 ≥ 6, x2 ≥ 0,
x3 ≥ 0, x4 ≥ 0
= banyak solusi bulat x1 – 6 ≥ 0, x2 ≥ 0, x3 ≥ 0, x4 ≥ 0
= 7 + 4 − 1
7 =
10
7 = 120
N(a2) = banyaknya solusi bulat + + + = 13;
≥ 0, ≥ 8, ≥ 0, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat + − 8 + + = 5; ≥ 0, − 8 ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat + + + = 5; ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0 = 5 + 4 − 1 5 = 8 5 ≤ 56
N( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13; ≥ 0, ≥ 0, ≥ 5, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat + − 8 + −5 + = 8; ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat + + + = 5; ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0
= 8 + 4 − 1
8 =
11
8 = 165
N( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13; ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0, ≥ 5
= 8 + 4 − 1
8 =
11
8 = 165
N( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 6, ≥ 8, ≥ 0, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat − 6 + − 8 + + = −1, − 6 ≥ 0, − 8 ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0
= 0 (tidak mungkin)
N( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 6, ≥ 0, ≥ 5, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat − 6 + + −5 + = 2 ;
− 6 ≥ 0, ≥ 0, − 5 ≥ 0, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat + + + = 2 ; ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0, ≥ 0 = 2 + 4 − 1 2 = 5 2 = 10
N( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13 ≥ 6, ≥ 0, ≥ 0, ≥ 5 = 2 + 4 − 1 2 = 5 2 = 10
N( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13 ≥ 0, ≥ 8, ≥ 5, ≥ 0
= banyaknya solusi bulat + − 8 + −5 + = 0
≥ 0, − 8 ≥ 0, − 5 ≥ 0, ≥ 0
= 0 + 4 − 1
0 = 1
N( ) = N( ) = 1
N( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 0, ≥ 0, ≥ 5, ≥ 5
= banyaknya solusi bulat + + −5 + − 5 = 3 ≥ 0, ≥ 0, − 5 ≥ 0, − 5 ≥ 0
= 3 + 4 − 1
3 =
6
3 = 20
( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 6, ≥ 8, ≥ 5, ≥ 0 = 0
( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 6, ≥ 8, ≥ 0, ≥ 5 = 0
( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 6, ≥ 0, ≥ 5, ≥ 5 = 0
( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 0, ≥ 8, ≥ 5, ≥ 5 = 0
( ) = banyaknya solusi bulat + + + = 13
≥ 6, ≥ 8, ≥ 5, ≥ 5 = 0
Jadi, N( ) = − ( ) − ( ) − ( ) − ( ) + 1 + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) − ( ) − ( ) − ( ) − ( ) − ( ) = 560 – 120 – 56 – 165 – 165 + 0 + 10 + 10 + 1 + 1 + 20 – 0 – 0 – 0 – 0 = 96 d) + + + = 28, ≤ ≤ 5 , ∀ {1,2,3,4} Misal + + + = 28 − 1 − 2 − 3 − 4, 0 ≤ ≤ 4 + + + = 18, 0 ≤ ≤ 4, 0 ≤ ≤ 8, 0 ≤ ≤ 12, 0 ≤ ≤ 16 Misalkan
S = {semua solusi bulat dari X + X + X + X = 18 } a = Sifat X ≥ 5
a = Sifat X ≥ 4 a = Sifat X ≥ 13 a = Sifat X ≥ 17
N = |s| = = = 1330
N(a ) = banyak nya solusi bulat dari x + x + x + x = 18 dengan x ≥ 5, x ≥ 0, x ≥ 0, x ≥ 0
= banyak nya solusi bulat dari x − 5 + x + x + x = 13 dengan x − 5, x ≥ 0, x ≥ 0, x ≥ 0
= = = 560
N(a ) = banyak nya solusi bulat dari x + x + x + x = 18 dengan X ≥ 0, X ≥ 9, X ≥ 0, X ≥ 0
N(a ) = banyak nya solusi bulat dari x + x + x + x = 18 dengan x ≥ 0, x ≥ 0, x ≥ 13, x ≥ 0
= = = 56
N(a ) = banyak nya solusi bulat dari x + x + x + x = 18 dengan x ≥ 0, x ≥ 0, x ≥ 0, x ≥ 17
= – = = 4
N(a a ) = banyak nya solusi bulat dari x + x + x + x = 18 dengan X ≥ 5, X ≥ 4, X ≥ 0, X ≥ 0
= – = = 35
N(a a ) = banyak nya solusi bulat dari x + x + x + x = 18 dengan X ≥ 5, X ≥ 0, X ≥ 13, X ≥ 0
= – = = 1
N(a a ) = N(a a ) = N(a a ) = (a a ) = 0
N(a a a ) = N(a a a ) = N(a a a ) = (a a a ) = 0 N(a a a a ) = 0
N(a a a a ) = N − N(a ) − N(a ) − N(a ) − N(a ) +
N(a a ) + N(a a ) + N(a a ) + N(a a ) + N(a a ) − 0 = 1330 − 560 − 220 − 56 − 4 + 35 + 1 + 0
= 526
8. Terdapat 10 orang pilot dan 5 pesawat terbang di bandara A. Kesepuluh pilot tersebut di tugasi oleh atasannya untuk menerbangkan ke-5 pesawat tersebut bersama-sama ke bandara udara B. Ada berapa cara yang mungkin untuk mengelompokkan pilot-pilot tersebut ke dalam pesawat.
Jawab : Misalkan :
= {semua kejadian yang mungkin} = kejadian bahwa pesawat ke- kosong
= sifat pesawat ke- tidak mempunyai pilot, ∈ {1, 2, 3, 4, 5}
( ) = banyaknya cara mengelompokkan 10 pilot ke dalam pesawat 7 pesawat ke- kosong = (5 − 1) = 4 Kita peroleh : = | | = 5 ( ) = ( − 1) = 4 = ( − 2) = 3 = ( − 3) = 2 ⋮ ( ⋯ ) = ( − 5) = 0 ′ ′ ⋯ ′ = − ∑ ( ) + ∑ − ∑ + ⋯ + ( ⋯ ) = 5 − 5 1 (5 − 1) + 52 (5 − 2) − 53 (5 − 3) + 5 4 (5 − 4) − 5 5 (5 − 5) + 0 Banyak cara yang dimaksud adalah :
5 − 5 ∙ 4 + 10 ∙ 3 − 10 ∙ 2 + 5 − 1 = 5103000
9. Tentukan banyaknya permutasi dari {1, 2, ⋯ , 10} sehingga : a. tidak ada bilangan ganjil menempati tempatnya semula b. terdapat tepat 3 bilangan menempati tempatnya semula c. terdapat tepat 6 bilangan menempati tempatnya semula Jawab :
a. = {semua permutasi dari {1, 2, ⋯ , 10}}
= sifat bahwa unsur “1” menempati tempatnya semula = sifat bahwa unsur “3” menempati tempatnya semula = sifat bahwa unsur “5” menempati tempatnya semula = sifat bahwa unsur “7” menempati tempatnya semula = sifat bahwa unsur “9” menempati tempatnya semula Karena terdapat 10 bilangan maka = | | = 10!
( ) = banyaknya permutasi yang memenuhi sifat = (10 − 1)! = 9! ( ) = 9! ( ) = 9! ( ) = 9! ( ) = 9!
( ) = banyaknya permutasi yang memenuhi sifat dan = (10 − 2)!
= 8!
( ) = 8! ( ) = 8! ( ) = 8!
( ) = 8! ( ) = 8! ( ) = 8!
( ) = 8! ( ) = 8! ( ) = 8! ( ) = banyaknya permutasi yang memenuhi sifat , dan = (10 − 3)! = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = 7! ( ) = (10 − 4) = 6! ( ) = 6! ( ) = 6! ( ) = 6! ( ) = 6! ( ) = 5! P = N ( ′ ′ ′ ′ ) = N - ∑ ( i)+ ∑ ( ) – ∑, , ( ) + ∑, , , ( ) - N( ) P = 10! - 9! + 8! - 7! + 6! - 5!
Banyaknya permutasi dari {1,2, … ,10} Ǝ tidak ada bilangan ganjil menempati tempatnya semula adalah P
b. Misalkan S ={semua permutasi {1,2, … ,10} } = menyatakan sifat dimana bilangan ke-i muncul, 1 ≤ i ≤ 10
N = | S | = 10!
N( ) = banyaknya permutasi yang mungkin dimana bilangan ke-i muncul. = banyaknya permutasi (n-1) elemen
= (n-1)!
N( ) = banyaknya permutasi yang mungkin dimana bilangan ke-i dan ke-j muncul
= (n-2)!
Secara umum diperoleh : N( , , … , ) = (n-1)!
Karena ada cara memilih k sifat dari ketiga n sifat yang ada, maka : = ∑N( , , … , ) = (n-k)!
Dari T.3.1 (r = 10, m = 3),maka diperoleh :
= - + - + - + -
= (10 − 3)! - (10 − 4)! + (10 − 5)! - (10 −
6)! + (10 − 7)! - (10 − 8)! + (10 − 9)! -
(10 − 10)! = 222480
... banyaknya permutasi dari {1,2,...,10} Ǝ tepat 3 bilangan menempati tempatnya semula = 222480 cara
c. seperti jawaban b, akan tetapi untuk tepat 6 bilangan menempati tempat semula. Berarti r = 10, m = 6 = - + - + = (10 − 6)! - (10 − 7)! + (10 − 8)! - (10 − 9)! + (10 − 10)! = ! ! !4! - ! ! ! ! ! !3! + ! ! ! ! ! !2! - ! ! ! ! ! !1! + ! ! !1! = ! ! - ! ! ! + ! ! ! - ! ! ! + ! ! !
= !
! [ 1 − !+ !− !+ ! ]
10. Hitunglah banyaknya permutasi dari { 1, 2, 3, ..., n } sedemikian hingga terdapat tepat k bilangan menempati tempatnya semula.
Jawab :
Dari teorema 33A
Ek = (−1) SK+P , dengan SK+P ∑ ( ... )
Mij = S = { Semua permutasi dari {1,2,3,..., n}}
Ai = sifat dimana bilangan ke-1 menempati tempatnya semula.
i {1,2,3,..., n}
Karena terdapat n bilangan maka N = |S| = n! Selanjutnya diperoleh.
N(ai) = banyak bilangan mungkin dimana bilangan ke-1 menempati
tempatnya semula i {1,2,3,..., n} = banyaknya permutasi (n-1) elemen = (n-1)!
∑ ( ) = (n-1)!
N(ai aj) = banyaknya bilangan yang mungkin dimana bilangan ke-i dan
ke-j menempatkan tempatnya semula = banyaknya permutasi (n-2) elemen = (n-2)!
Secara umum diperoleh : N(ai1, ai2..., aik) = (n - k)!
Karena ada cara memilih k sifat dan n sifat yang ada, maka : Sk = ∑N(a , a . . . , a )
= (n - k)!
N (ai aj) = banyaknya permutasi di S7 bilangan i dan j menempati tempat
semula i{1,2,3,..., n} = (n - 2)! ∑ ( 2) = (n - 2)!
N(ai1, ai2..., aik) = banyaknya permutasi di S7 bilangan i1 , i2...ik
menempati tempat semula = (n - k)! ∑N(a , a . . . , a ) = (n - k)!
Secara analogi diperoleh ∑N(a , a . . . , a ) = n – (k + p)! = (n- k – p)! ∑N(a , a . . . . … , a ) = n (n - k - p)! Sk+p = (n - k - p)! Jadi : Ek = (−1) (n - k - p)! = (−1) ( )! ! ! ( )! ( )! (n - k - p)! Ek = ∑ ( ) ! ! ! = ! ! ∑ ( ) !