Permutácia je usporiadanie všetkých prvkov množiny.
Permutácia je špeciálny prípad variácie. Je to variácia n-tej triedy z n prvkovej množiny. Ak sa prvky v množine neopakujú:
Počet permutácií n-prvkovej množiny bez opakovania teda je:
Permutácia je usporiadanie všetkých prvkov množiny.
Permutácia je špeciálny prípad variácie. Je to variácia n-tej triedy z n prvkovej množiny. Ak sa prvky v množine neopakujú:
Počet permutácií n-prvkovej množiny bez opakovania teda je:
Príklad: Šachového turnaja sa zúčastnilo 8 hráčov. Koľko rôznych umiestnení mohlo byť na prvých troch miestach?
Riešenie: Na prvom mieste mohlo byť 8 hráčov, ak už na prvom mieste máme hráča, na druhom môže byť 7 hráčov a na treťom už len 6, lebo dvaja už sú na prvom a druhom. Počet možných umiestnení na prvých troch miestach je teda 8.7.6=336.
Príklad: Trieda má 20 žiakov. Žiaci si idú voliť triedny výbor: predsedu, podpredsedu a pokladníka. Koľko rôznych zostáv môže mať výbor triedy.
Riešenie: Za predsedu môže byť zvolených 20 žiakov, za podpredsedu už len 19, lebo predseda nemôže byť aj podpredsedom a za pokladníka 18, lebo pokladník nemôže byť zároveň predsedom alebo podpredsedom. Počet rôznych zostáv výboru je 20.19.18=6840.
Oba vyššie uvedené príklady boli príkladmi variácií bez opakovania, keď každý prvok sa vo výbere mohol vyskytnúť iba raz a záležalo na poradí prvkov.
Variácia k-tej triedy z n prvkovej množiny je výber k prvkov z n prvkov.
Ak sa prvky nemôžu opakovať, je to variácia bez opakovania.
Ak sa prvky opakovať môžu, je to variácia s opakovaním.
Kombinatorika je matematická disciplína, ktorá sa zaoberá kombinovaním rôznych súborov objektov. Napr. Koľko je možných rôznych poradí na prvých troch miestach, ak je súťažiacich 10? Aká je pravdepodobnosť jackpotu v lotte? Ako spravodlivo nasadiť družstvá v turnaji? Ako zostaviť rozvrh školy, aby vyhovoval daným kritériám?
Výsledky kombinatoriky sa využívajú napríklad pri výpočtoch pravdepodobnosti.
Príklad: Koľko existuje dvojciferných čísel, v ktorých sa číslice neopakujú?
Funkcia na množine D je ľubovoľný predpis, ktorý každému prvku množiny D priradí práve jedno reálne číslo. Funkciu označujeme malým písmenom.
Prvky množiny D nazývame nezávislá premenná, ich obrazy sú závislá premenná. Nezávislú premennú obvykle označujeme x a závislú y, ale môžeme zvoliť také označenie, aby bolo zrejmé čo tieto premenné označujú. napríklad , kde
je dráha,
je konštantná alebo priemerná rýchlosť a
je čas.
Výroky môžeme spájať logickými spojkami. Spojením dvoch elementárnych výrokov vznikne zložený výrok. Logické spojky predstavujú operátory logických operácií.
Logika je náuka, skúmajúca, ako správne uvažovať.
Logika sa používa vo všetkých vedeckých disciplínach, ale aj v bežnom živote.
Matematická logika je matematická disciplína, ktorá skúma logické výroky a logické súdy z formálneho hľadiska. Študuje pravdivosť zložených výrokov na základe pravdivosti / nepravdivosti elementárnych výrokov.
Logický výrok alebo len výrok je oznamovacia veta, o ktorej vieme rozhodnúť, či je pravdivá alebo nepravdivá.
Z mnohočlenmi môžeme robiť rovnaké operácie ako s číslami. Majme dva mnohočleny:
Mnohočlen alebo polynóm n-tého stupňa je algebraický výraz v tvare:
kde sú číselné konštanty a
je premenná. Exponenty pri premennej sú prirodzené čísla, konštanty sú reálne čísla a
.
Poznámka: termín polynóm pochádza z gréčtiny, kde poly je mnoho a nóm je člen.
Polynóm je napríklad: alebo
Polynóm môže obsahovať aj viacero premenným napríklad:
Algebraický výraz je zápis skladajúci sa z čísel a z písmen (tie označujú premenné), ktoré sú pospájané znakmi matematických operácií, ako sú napríklad sčítanie, odčítanie, násobenie, delenie, umocnenie, odmocnenie, goniometrické funkcie, logaritmy, absolútna hodnota, atď. Môžu obsahovať aj zátvorky, ktoré určujú poradie (prioritu) vykonávania naznačených operácií. Výrazy sú napríklad zápisy:
Ak namiesto premenných zadáme konkrétne číselné hodnoty, dostaneme hodnotu algebraického výrazu.
Mocninová funkcia je funkcia v tvare:
Odmocňovanie je opačná operácia k umocňovaniu. .
Opačnou operáciu k sčítaniu je odčítanie a zistili sme, že odčítanie sa dá previesť na sčítanie. K číslu pripočítame záporné číslo:
Podobne delenie je opačnou operáciu k násobeniu a zistili sme, že delenie sa dá previesť na násobenie:
Analogicky by mohlo platiť, že by sme nejako mohli previesť odmocňovanie na umocňovanie.
Druhá odmocnina z a je také číslo b pre ktoré platí:
označujeme ho
Odmocňovanie je opačná operácia k umocňovaniu, takže platí:
Podobne možno zadefinovať tretiu odmocninu:
Tretia odmocnina z a je také číslo b pre ktoré platí:
označujeme ho
Všeobecne: n-tá odmocnina z a je také číslo b pre ktoré platí:
označujeme ho
Platí:
Mocniny čísla 10:
Počítame v desiatkovej sústave. Čislo 3456 možno zapísať v tvare:
Čísla 1, 10, 100, 1000 sú mocniny čísla 10, takže toto číslo môžeme zapísať aj v tvare:
Podobne aj desatinné čísla môžeme zapísať ako súčet mocnín čísla desať:
Niekedy spracujeme s veľmi veľkými alebo s veľmi malými číslami. Často je pohodlnejšie takéto čísla zapísať v tvare súčinu nejakého čísla a mocniny desiatky. Napríklad číslo: 1 235 000 000 – jedna miliarda 235 miliónov možno zapísať takto:
Alebo číslo
Už na základnej škole ste sa stretli s druhou a treťou mocninou a so zovšeobecnením pre umocňovanie na ľubovolné prirodzené číslo.
Druhá mocnina:
Druhu mocninu ste používali napríklad pri výpočte obsahu štvorca a kruhu a pri Pytagorovej vete.
Obsah štvorca so stranou :
Obsah kruhu s polomerom :
Pytagorova veta:
Tretia mocnina:
Tretiu mocninu ste používali napríklad pri výpočte objemu kocky a objemu gule.
Objem kocky so stranou :
Objem gule s polomerom :
n-tá mocnina
Zovšeobecnením môžeme zaviesť mocninu na n:
Súčin n rovnakých činiteľov nazývame n-tá mocnina.
Pravidlá pre počítanie s mocninami
Možno dokázať nasledujúce pravidlá pre počítanie s mocninami:
Dôkazy nájdete v tomto článku (zatiaľ nenapísané)
Príklady:
Vzorec:
Čo je prvá mocnina?
Použili sme vzorec pre delenie mocnín s rovnakým základom a skutočnosť, že v čitateľovi sa
nachádza o jeden raz častejšie než v menovateľovi, takže po vykrátení nám zostane len
.
Čo je nultá mocnina?
Znova sme použili vzorec a skutočnnosť, že podiel dvoch rovnakých čísel je 1.
Čo sú záporne celé mocniny?
Príklady:
Keď je nameraná veličina výrazne väčšia alebo menšia než jednotka veličiny, zvykneme je uviesť vo väčších alebo menších jednotkách, musíme preto poznať spôsob prevodu na väčšie alebo menšie jednotky.
Prirodzené čísla: Čísla, ktoré označujú počet alebo poradie nazývame prirodzené čísla. Množinu prirodzených čísel označujeme písmenom N.
Podľa tejto definície je aj nula prirodzené číslo, niektoré matematické kurzy nulu za prirodzené číslo nepovažujú.
kde
.
Čísla označujúce poradie sa tiež nazývajú ordinálne čísla (z angl. order).
Čísla označujúce počet prvkov množiny, respektíve veľkosť množiny sa tiež nazývajú kardinálne čísla.
Súčet dvoch prirodzených čísel je prirodzené číslo. Množina prirodzených čísel je vzhľadom na operáciu sčítania uzavretá.
Množina prirodzených čísel nie je vzhľadom na operáciu odčítania uzavretá. Napríklad 2-3 nie je prirodzené číslo. Ak chceme zadefinovať množinu, ktorá je vzhľadom na operáciu odčítania uzavretá, dospejeme k pojmu množina celých čísel.
Celé čísla: Celé čísla sú zjednotením množiny prirodzených čísel a čísel k nim opačných. Opačné číslo k číslu a je -a. K -a dospejeme aj takto 0-a=-a. Súčet opačných čísel je nula. Množinu celých čísel označujeme písmenom Z.
Množina celých čísel je uzavretá vzhľadom na operácie: sčítanie, odčítanie a násobenie. Ak chceme, aby sme dostali množinu, ktorá je uzavretá aj na operáciu delenie, dospejeme k množine racionálnych čísel.
Racionálne čísla: Racionálne čísla sú čísla, ktoré možno vyjadriť v tvare zlomku:
kde
.
Racionálne čísla označujeme písmenom Q.
Množina racionálnych čísel je uzavretá vzhľadom na operácie: sčítanie, odčítanie, násobenie a delenie s výnimkou delenia nulou. Ak si zavedieme operácie umocňovanie a k nej opačnú (inverznú operáciu) odmocňovanie, tak zistíme, že množina racionálnych čísel znova nie je uzavretá vzhľadom na operáciu odmocňovanie. Keď však zostrojíme štvorec so stranou 1, tak vidíme, že existuje úsečka, ktorá má dĺžku . je to uhlopriečka tohto štvorca. Možno pritom dokázať, že
nemožno vyjadriť v tvare zlomku. Takto dospejeme k pojmu množina reálnych čísel.
Reálne čísla: Reálne čísla sú čísla, ktoré možno zobraziť na číselnej osi. Reálne čísla sú dĺžky všetkých úsečiek. Reálne čísla označujeme písmenom R.
Iracionálne čísla: Reálne čísla, ktoré nie sú racionálne nazývame iracionálne čísla. Nedajú sa vyjadriť v tvare zlomku dvoch celých čísel.
Pre horeuvedené číselné množiny platí:
Slovom N je podmnožinou Z, Z je podmnožinou Q a Q je podmnožinou R.
Množina je súbor objektov o ktorých vieme rozhodnúť, či do množiny patria.
Množiny obvykle označujeme veľkými písmenami.
Prvok množiny: Objekt, ktorý do množiny patrí, nazývame prvok množiny.
Prvky množiny obvykle označujeme malými písmenami.
Výraz čítame ako p je prvkom A.
Výraz čítame ako p nie je prvkom A.
Podmnožina: Ak pre každý prvok množiny A platí, že je prvkom množiny B množina A je podmnožinou B
Výraz čítame ako A je podmnožinou B.
Vlastná podmnožina: Ak existuje aspoň jeden prvok množiny B, ktorý nie je prvkom A a A je podmnožinou B, potom A je vlastnou podmnožinou B.
Značíme výrazom:
Grafické vyjadrenie podmnožiny
Príklady množín a ich podmnožín:
Nadmnožina: Ak množina A obsahuje všetky prvky množiny B, množinu A nazývame nadmnožina množiny B.
Prázdna množina: Množina, ktorá nemá prvky sa nazýva prázdna množina.
Značíme buď { } alebo
Množinu môžeme určiť troma spôsobmi:
a kombináciou hore uvedených spôsobov.
Operácie s množinami
Zjednotenie množín: Zjednotením množiny A a množiny B je množina všetkých prvkov, ktoré sú prvkami množiny A alebo množiny B.
Značíme:
Zjednotenie množín môžeme zapísať v tvare
Poznámka: je logická spojka alebo.
Graficky možno zjednotenie vyjadriť pomocou Vennovho diagramu:
Prienik množín: Prienikom množiny A a množiny B je množina všetkých prvkov, ktoré sú prvkami množiny A a množiny B.
Značíme:
Prienik množín môžeme zapísať v tvare:
Poznámnka: je logická spojka a.
Grafické vyjadrenie prieniku množín Vennovym diagramom
Rozdiel množín: Rozdiel množín A a B je množina všetkých prvkov, ktoré patria do A a nepatria do B.
Vennov diagram rozdielu množín
Zdroje
Obrázky sú prevzaté z wikipédie.
https://sk.wikipedia.org/wiki/Rozdiel_mno%C5%BE%C3%ADn
V živote sa často stretávame so situáciou, keď je celok rozdelený na niekoľko rovnakých častí. Napríklad pizza, čokoláda, bomboniera s rovnakými cukríkmi, …
Matematika by mala poskytovať aparát, ktorý umožňuje počítať s takýmito časťami celku. Časť celku, či viacero rovnakých častí celku nazývame zlomok.
Zlomok je číslo v tvare
je množina celých čísel,
je znak patrí do množiny. Vyššie uvedený výraz možno prečítať
sú celé čísla a
sa nerovná nula.
Číslo nad zlomkovou čiarou nazývame čitateľ, číslo pod zlomkovou čiarou nazývame menovateľ, čiara medzi čitateľom a menovateľom je zlomková čiara.
Krátenie zlomku
Ak čitateľa i menovateľa predelíme tým istým číslom rôznym od nuly, hodnota zlomku sa nezmení. Nazývame to krátenie zlomku. Napríklad:
Rozšírenie zlomku
Ak čítateľa i menovateľa vynásobíme tým istým číslom rôznym od nuly, hodnota zlomku sa nezmení. Nazývame to rozšírenie zlomku. Npríklad: \dfrac{a}{c}+\dfrac{b}{c}=\dfrac{a+b}{c}
\dfrac{a}{b}+\dfrac{c}{d}= \dfrac{a\cdot d}{b \cdot d} +\dfrac{c\cdot b}{d\cdot b}=\dfrac{a \cdot d+c \cdot b}{b \cdot d}
\dfrac{a}{c}-\dfrac{b}{c}=\dfrac{a-b}{c}
\dfrac{a}{b}-\dfrac{c}{d}= \dfrac{a\cdot d}{b \cdot d} -\dfrac{c\cdot b}{d\cdot b}=\dfrac{a \cdot d-c \cdot b}{b \cdot d}
\dfrac{a}{b}\cdot \dfrac{c}{d}=\dfrac{a\cdot c}{b \cdot d}
\dfrac{a}{b}:\dfrac{c}{d}= \dfrac{a}{b} \cdot \dfrac{d}{c} = \dfrac{a \cdot d}{b \cdot c}
\dfrac{\dfrac{a}{b}}{\dfrac{c}{d}}= \dfrac{a \cdot d}{b \cdot c}
\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{3}=\dfrac{1\cdot 3}{2\cdot 3}+ \dfrac{1\cdot 2}{3\cdot 2} =\dfrac{3+2}{6}=\dfrac{5}{6}
\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{3}=\dfrac{1\cdot 3}{2\cdot 3}- \dfrac{1\cdot 2}{3\cdot 2} =\dfrac{3-2}{6}=\dfrac{1}{6}
\dfrac{1}{2}\cdot \dfrac{1}{3}=\dfrac{1 \cdot 1}{2 \cdot 3}=\dfrac{1}{6}
\dfrac{1}{2}: \dfrac{1}{3}= \dfrac{1}{2}\cdot \dfrac{3}{1}=\dfrac{3}{2}=1,5
\dfrac{3}{2}
\dfrac{2}{3}\cdot \left( \dfrac{2}{5}+\dfrac{3}{7}\right)= \dfrac{2}{3}\cdot \dfrac{2 \cdot 7+3\cdot 5 }{5\cdot 7 }= \dfrac{2}{3}\cdot \dfrac{29}{35}=\dfrac{58}{105}
\dfrac{1}{3} alebo \dfrac{2}{7}
\dfrac{1}{3}=\dfrac{7}{21}\hspace{15} \dfrac{2}{7}=\dfrac{6}{21}
\dfrac{1}{3}>\dfrac{2}{7}
\dfrac{1}{3}=\dfrac{2}{6}
\dfrac{1}{3}>\dfrac{2}{7}$
Poznámka: Výhodou prvého riešenia je, že vieme o koľko je 1/3 väčšia než 2/7, výhodou druhého je, že sme to vypočítali rýchlejšie.
Niekedy stačí, ak výsledok výpočtu zobrazíme na istý počet miest. Výsledok môžeme zaokrúhliť.
Pravidlá zaokrúhľovania:
Znakom zaokrúhlenia je znak rovná sa a nad ním krúžok alebo bodka:
Keď na teleso pôsobí sila, jej pôsobenie sa prejaví:
Ak pôsobíme na teleso silou, tá časť sily, ktorá pôsobí v smere pohybu telesa, koná mechanickú prácu. Continue reading
Zo skúsenosti vieme, že s rastúcou hĺbkou rastie tlak vody. Od čoho závisí veľkosť tohto tlaku?
Pre tlak platí vzorec:
Na vodu pôsobí gravitačná sila. Stĺpec vody v hĺbke pôsobí silou, ktorá je rovná gravitačnej sile.
, kde
je hmotnosť stĺpca vody. Continue reading
Aby meranie hmotnosti bolo čo najpresnejšie, musíme dodržať tieto pravidlá:
S vážením ste sa stretávali od útleho detstva. S vážením sa najčastejšie stretávame v obchode pri predaji potravín napríklad mäsa a zeleniny. Ak vaša mama alebo babka pečú, suroviny musia pomerne presne odvážiť, inak koláč nebude mať správny tvar, chuť a farbu. Ešte presnejšie sa musí vážiť v lekárni, pri príprave liekov.
Vážením sa určuje hmotnosť telies.
Hmotnosť je fyzikálna veličina. Hmotnosť je (zjednodušene povedané) mierou množstva hmoty. Značka hmotnosti je .
Základnou jednotkou hmotnosti je kilogram, značka . Continue reading
Rekurzia v programovaní je, ak procedúra volá samu seba. Aby rekurzia pracovala korektne, parametre, ktoré používa, by mali po nejakom čase dôjsť do stavu, v ktorom sa rekurzia zastaví.
Rekurzia môže byť priama, keď procedúra volá samu seba priamo a môže byť nepriama, ak procedúra vyvolá inú procedúru a táto vyvolá pôvodnú procedúru.
Pomocou rekurzie možno naprogramovať mnohé úlohy výrazne jednoduchšie než bez nej. Continue reading
Premeny jednotiek budete vo fyzike neustále používať, musíte si ich preto plne zautomatizovať, aby ste sa pri riešení fyzikálnych príkladov vedeli sústrediť na ich fyzikálnu podstatu a nie na v konečnom dôsledku mechanické počtové úkony.
Riešenie:
Poznámka: bodka tu vystupuje ako operátor násobenia. Continue reading
Z bežného života poznáte výrazy deciliter, decimeter, centimeter, kilogram, dekagram či v mäsiarstve hovorovo iba deka (prosím si 10 deka šunky). Vo všetkých uvedených prípadoch bola pred fyzikálnu jednotku predradená nejaká predpona. Tieto predpony vyjadrujú násobky alebo diely fyzikálnych jednotiek. Continue reading
Základné jednotky sústavy SI
(niektoré z nich ste ešte nepreberali) Continue reading
Kvapaliny a plyny majú mnohé spoločné vlastnosti, ktoré tuhé látky nemajú.
Nezachovávajú svoj tvar, možno ich presúvať potrubím alebo hadicou. Ich základnou spoločnou vlastnosťou je, že tečú.
Kvapliny a plyny preto označujeme spoločným názvom tekutiny.
Na článku sa pracuje
Už pred viac než 2000 rokmi Číňania zistili, že magnet, ak sa môže voľne otáčať, ukazuje jedným pólom magnetu na sever a druhým na juh.
Keďže tú časť magnetickej strelky kompasu ktorá ukazuje na sever, sme nazvali severný magnetický pól a ktorá ukazuje na juh, južný magnetický pól a rovnaké magnetické póly sa odpudzujú a opačné priťahujú, na severnej pologuli sa nachádza južný magnetický pól Zeme a na južnej sa nachádza severný magnetický pól Zeme. Pozri obrázok vľavo. V skutočnosti sa magnetické póly Zeme nenachádzajú presne na severnom a južnom póle, sú mierne posunuté. Túto skutočnosť schematicky znázorňuje obrázok vpravo (čierna priamka je os otáčania Zeme, modrá pramka je spojnica medzi severným a južným geomagnetickým pólom). Continue reading