Przejdź do treści

Liczby czterocyfrowe o cyfrach rosnących - ukryta kombinacja

Szkoła średnia trudne

Ile jest liczb naturalnych czterocyfrowych, w których cyfry, czytane od lewej do prawej, tworzą ciąg ściśle rosnący (np. 13791379, ale nie 13371337 ani 31793179)?

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Zero odpada. W ciągu rosnącym najmniejsza cyfra stoi na początku. Gdyby w liczbie było zero, stałoby na pierwszym miejscu - a liczba czterocyfrowa nie zaczyna się od zera. Cyfry wybieramy więc tylko spośród 1,2,…,91, 2, \ldots, 9.

Krok 2. Kluczowa obserwacja. Gdy wybierzemy cztery różne cyfry, istnieje dokładnie jeden sposób ustawienia ich rosnąco. Na przykład ze zbioru {7,1,9,3}\{7, 1, 9, 3\} powstaje tylko liczba 13791379. Każda szukana liczba odpowiada więc jednemu 44-elementowemu podzbiorowi zbioru {1,…,9}\{1, \ldots, 9\} i odwrotnie.

Krok 3. Liczymy podzbiory. Kolejność wyboru nie ma znaczenia - to kombinacja:

(94)=9⋅8⋅7⋅624=126.\binom{9}{4} = \frac{9 \cdot 8 \cdot 7 \cdot 6}{24} = 126.

Odpowiedź. Jest 126126 takich liczb.