Решим каждую задачу по порядку:
1. Задача: Сколькими способами можно выбрать три различные краски из имеющихся пяти?
* Это задача на сочетания без повторений. Нужно выбрать 3 краски из 5, порядок не важен. Формула для сочетаний: $$C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!}$$, где n - общее количество элементов, k - количество элементов для выбора.
* В нашем случае n = 5, k = 3. Следовательно, $$C(5, 3) = \frac{5!}{3!(5-3)!} = \frac{5!}{3!2!} = \frac{5 \cdot 4 \cdot 3!}{3! \cdot 2 \cdot 1} = \frac{5 \cdot 4}{2} = 10$$
* Ответ: 10 способами.
2. Задача: Сколько словарей надо издать, чтобы можно было непосредственно выполнять переводы с любого из пяти языков: русского, английского, немецкого, французского, итальянского, на любой из этих 5 языков?
* Чтобы можно было переводить с любого языка на любой другой, нужно иметь словари для каждой пары языков. Количество таких пар можно вычислить как количество размещений из 5 по 2, деленное на 2 (т.к. словарь с русского на английский и с английского на русский - это разные словари, но они соответствуют одной паре языков).
* Число словарей равно числу сочетаний из 5 по 2, умноженному на 2 (для каждого сочетания нужны два словаря: A->B и B->A).
* $$A(5, 2) = \frac{5!}{(5-2)!} = \frac{5!}{3!} = 5 \cdot 4 = 20$$
* $$C(5,2) = \frac{5!}{2!(5-2)!} = \frac{5!}{2!3!} = \frac{5 \cdot 4}{2} = 10$$
* Так как нужен словарь с каждого языка на каждый другой, то всего нужно 10 * 2 = 20 словарей. Но словари с языка на этот же язык не нужны, поэтому количество словарей можно рассчитать как $$5 \cdot (5-1) = 5 \cdot 4 = 20$$.
* Ответ: 20 словарей.
3. Задача: У одного человека есть 7 книг по математике, а у другого 9 книг. Сколькими способами они могут обменять по две книги одного на две книги другого?
* Первый человек выбирает 2 книги из 7: $$C(7, 2) = \frac{7!}{2!(7-2)!} = \frac{7!}{2!5!} = \frac{7 \cdot 6}{2} = 21$$
* Второй человек выбирает 2 книги из 9: $$C(9, 2) = \frac{9!}{2!(9-2)!} = \frac{9!}{2!7!} = \frac{9 \cdot 8}{2} = 36$$
* Общее количество способов обмена: $$21 \cdot 36 = 756$$
* Ответ: 756 способами.
4. Задача: Из состава конференции, на которой присутствует 52 человека, надо избрать делегацию, состоящую из 5 человек. Сколькими способами можно это сделать?
* Это задача на сочетания без повторений. Нужно выбрать 5 человек из 52, порядок не важен.
* В нашем случае n = 52, k = 5. Следовательно, $$C(52, 5) = \frac{52!}{5!(52-5)!} = \frac{52!}{5!47!} = \frac{52 \cdot 51 \cdot 50 \cdot 49 \cdot 48}{5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 2598960$$
* Ответ: 2598960 способами.
5. Задача: У отца есть 5 попарно различных апельсинов, которые он выдает своим 8 сыновьям так, что каждый получает один апельсин, либо ничего. Сколькими способами можно это сделать?
* Нужно выбрать 5 сыновей из 8, чтобы дать им апельсины. Порядок не важен.
* $$C(8, 5) = \frac{8!}{5!(8-5)!} = \frac{8!}{5!3!} = \frac{8 \cdot 7 \cdot 6}{3 \cdot 2 \cdot 1} = 56$$
* Ответ: 56 способами.
6. Задача: Из спортивного клуба, насчитывающего 30 человек, надо составить команду из 4 человек для участия в беге на 1000 м. Сколькими способами можно это сделать? А сколькими способами можно составить команду из 4 человек для участия в эстафете?
* Для бега на 1000 м порядок не важен: $$C(30, 4) = \frac{30!}{4!(30-4)!} = \frac{30!}{4!26!} = \frac{30 \cdot 29 \cdot 28 \cdot 27}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 27405$$
* Для эстафеты порядок важен: $$A(30, 4) = \frac{30!}{(30-4)!} = \frac{30!}{26!} = 30 \cdot 29 \cdot 28 \cdot 27 = 657720$$
* Ответ: 27405 способами для бега на 1000 м и 657720 способами для эстафеты.
7. Задача: Рота состоит из 3 офицеров, 6 сержантов и 60 рядовых. Сколькими способами можно выделить из них отряд, состоящий из одного офицера, двух сержантов и 20 рядовых?
* Выбираем 1 офицера из 3: $$C(3, 1) = 3$$
* Выбираем 2 сержанта из 6: $$C(6, 2) = \frac{6!}{2!4!} = \frac{6 \cdot 5}{2} = 15$$
* Выбираем 20 рядовых из 60: $$C(60, 20) = \frac{60!}{20!40!}$$
* Общее количество способов: $$3 \cdot 15 \cdot C(60, 20) = 45 \cdot \frac{60!}{20!40!}$$
* $$C(60, 20)$$ это очень большое число, вычислим его примерно, но оставим в таком виде.
* Ответ: $$45 \cdot \frac{60!}{20!40!}$$ способами.
8. Задача: Составьте расписание из 10 предметов. Сколькими способами это можно сделать?
* Это задача на перестановки. Нужно расположить 10 предметов в определенном порядке.
* Количество перестановок P = n!, где n - количество предметов. В нашем случае n = 10. Следовательно, P = 10! = 10 * 9 * 8 * 7 * 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 3628800
* Ответ: 3628800 способами.
9. Задача: Имеется набор из 5 ручек разных цветов. Сколькими способами можно выбрать 3 ручки для обводки чертежа, если среди них обязательно должен быть красный цвет?
* Выбираем 1 красную ручку (1 способ).
* Остается выбрать 2 ручки из оставшихся 4: $$C(4, 2) = \frac{4!}{2!2!} = \frac{4 \cdot 3}{2} = 6$$
* Ответ: 6 способами.
10. Задача: В классе 25 человек. На выпускном вечере они обменялись своими фотографиями. Сколько фотокарточек было использовано?
* Каждый человек обменивается фотографиями с 24 другими. Всего 25 человек.
* Всего обменов: 25 * 24 = 600.
* Ответ: 600 фотокарточек.
11. Задача: Из бригады, состоящей из 21 человека, необходимо послать на профсоюзную конференцию трех человек. Сколько вариантов такого выбора?
* Это задача на сочетания без повторений. Нужно выбрать 3 человек из 21, порядок не важен.
* В нашем случае n = 21, k = 3. Следовательно, $$C(21, 3) = \frac{21!}{3!(21-3)!} = \frac{21!}{3!18!} = \frac{21 \cdot 20 \cdot 19}{3 \cdot 2 \cdot 1} = 1330$$
* Ответ: 1330 вариантами.