Giải Bài Tập Cuối Chương VIII - Toán 10 KNTT

GIẢI BÀI TẬP SGK TOÁN 10 - KẾT NỐI TRI THỨC BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG VIII: ĐẠI SỐ TỔ HỢP

A – TRẮC NGHIỆM

Bài 8.17: Số cách cắm 4 bông hoa khác nhau vào 4 bình hoa khác nhau (mỗi bông hoa cắm vào một bình) là
A. 16.
B. 24.
C. 8.
D. 4.
Lời giải:

Số cách cắm 4 bông hoa khác nhau vào 4 bình hoa khác nhau chính là số hoán vị của 4 phần tử:

\[P_4 = 4! = 4 \times 3 \times 2 \times 1 = 24\]

Chọn B.

Bài 8.18: Số các số có ba chữ số khác nhau, trong đó các chữ số đều lớn hơn 0 và nhỏ hơn hoặc bằng 5 là
A. 120.
B. 60.
C. 720.
D. 2.
Lời giải:

Tập hợp các chữ số thỏa mãn là \(\{1; 2; 3; 4; 5\}\) (gồm 5 chữ số).

Số các số có 3 chữ số khác nhau được lập từ 5 chữ số trên là một chỉnh hợp chập 3 của 5 phần tử:

\[A_5^3 = 5 \times 4 \times 3 = 60\]

Chọn B.

Bài 8.19: Số cách chọn 3 bạn học sinh đi học bơi từ một nhóm 10 bạn học sinh là
A. 3 628 800.
B. 604 800.
C. 120.
D. 720.
Lời giải:

Số cách chọn 3 bạn học sinh bất kỳ từ 10 bạn học sinh (không phân biệt thứ tự) là một tổ hợp chập 3 của 10 phần tử:

\[C_{10}^3 = \frac{10!}{3!(10-3)!} = 120\]

Chọn C.

Bài 8.20: Bạn An gieo một con xúc xắc hai lần. Số các trường hợp để tổng số chấm xuất hiện trên con xúc xắc bằng 8 qua hai lần gieo là
A. 36.
B. 6.
C. 5.
D. 4.
Lời giải:

Gọi \((x; y)\) là số chấm xuất hiện trong lần gieo thứ nhất và thứ hai, với \(x, y \in \{1; 2; 3; 4; 5; 6\}\).

Để tổng số chấm \(x + y = 8\), các cặp \((x; y)\) thỏa mãn là:

\[(2; 6), (3; 5), (4; 4), (5; 3), (6; 2)\]

Có tất cả 5 trường hợp.

Chọn C.

Bài 8.21: Hệ số của \(x^4\) trong khai triển nhị thức \((3x - 4)^5\) là
A. 1 620.
B. 60.
C. -60.
D. -1 620.
Lời giải:

Số hạng chứa \(x^4\) trong khai triển nhị thức Newton \((3x - 4)^5\) ứng với k = 1 trong công thức tổng quát \(C_5^k (3x)^{5-k} (-4)^k\):

\[C_5^1 (3x)^4 (-4)^1 = 5 \times 81x^4 \times (-4) = -1620x^4\]

Vậy hệ số của \(x^4\) là \(-1620\).

Chọn D.

B – TỰ LUẬN

Bài 8.22:
  1. Có bao nhiêu cách viết một dãy 5 chữ cái in hoa từ bảng chữ cái tiếng Anh (gồm 26 chữ cái)?
  2. Có bao nhiêu cách viết một dãy 5 chữ cái in hoa khác nhau từ bảng chữ cái tiếng Anh (gồm 26 chữ cái)?
Lời giải:
  • a) Viết dãy 5 chữ cái (các chữ cái có thể lặp lại):
    Mỗi chữ cái trong dãy đều có 26 sự lựa chọn.
    Số cách viết là: \(26^5 = 11\,881\,376\) (cách).
  • b) Viết dãy 5 chữ cái in hoa khác nhau:
    Mỗi cách viết là một chỉnh hợp chập 5 của 26 chữ cái.
    Số cách viết là: \(A_{26}^5 = 26 \times 25 \times 24 \times 23 \times 22 = 7\,893\,600\) (cách).
Bài 8.23: Từ các chữ số: 1; 2; 3; 4; 5; 6.
  1. Có thể lập được bao nhiêu số có ba chữ số khác nhau?
  2. Có thể lập được bao nhiêu số có ba chữ số khác nhau và chia hết cho 3?
Lời giải:
  • a) Số các số có ba chữ số khác nhau được lập từ 6 chữ số đã cho là:
    \(A_6^3 = 6 \times 5 \times 4 = 120\) (số).
  • b) Một số chia hết cho 3 khi và chỉ khi tổng các chữ số của nó chia hết cho 3.
    Các bộ 3 chữ số khác nhau chọn từ \(\{1; 2; 3; 4; 5; 6\}\) có tổng chia hết cho 3 là:
    • \(\{1; 2; 3\}\) (tổng = 6)
    • \(\{1; 2; 6\}\) (tổng = 9)
    • \(\{1; 3; 5\}\) (tổng = 9)
    • \(\{1; 5; 6\}\) (tổng = 12)
    • \(\{2; 3; 4\}\) (tổng = 9)
    • \(\{2; 4; 6\}\) (tổng = 12)
    • \(\{3; 4; 5\}\) (tổng = 12)
    • \(\{4; 5; 6\}\) (tổng = 15)
    Có tất cả 8 tập hợp gồm 3 chữ số thỏa mãn.
    Mỗi tập hợp gồm 3 chữ số có thể hoán vị tạo thành \(3! = 6\) số khác nhau.
    Vậy số các số thỏa mãn là: \(8 \times 3! = 8 \times 6 = 48\) (số).
Bài 8.24: Tế bào A có \(2n = 8\) nhiễm sắc thể (NST), và nguyên phân 5 lần liên tiếp. Tế bào B có \(2n = 14\) NST và nguyên phân 4 lần liên tiếp. Tính và so sánh tổng số NST trong tế bào A và trong tế bào B được tạo ra.
Lời giải:

1 tế bào sau \(k\) lần nguyên phân liên tiếp sẽ tạo ra \(2^k\) tế bào con.

  • Tế bào A:
    Số tế bào con được tạo ra là: \(2^5 = 32\) (tế bào).
    Tổng số NST trong các tế bào A con là: \(32 \times 8 = 256\) (NST).
  • Tế bào B:
    Số tế bào con được tạo ra là: \(2^4 = 16\) (tế bào).
    Tổng số NST trong các tế bào B con là: \(16 \times 14 = 224\) (NST).

So sánh: Vì \(256 > 224\) nên tổng số NST trong các tế bào con được tạo ra từ tế bào A lớn hơn tổng số NST trong các tế bào con được tạo ra từ tế bào B.

Bài 8.25: Lớp 10B có 40 học sinh gồm 25 nam và 15 nữ. Hỏi có bao nhiêu cách chọn 3 bạn tham gia vào đội thiện nguyện của trường trong mỗi trường hợp sau?
  1. Ba học sinh được chọn là bất kì.
  2. Ba học sinh được chọn gồm 1 nam và 2 nữ.
  3. Có ít nhất một nam trong ba học sinh được chọn.
Lời giải:
  • a) Ba học sinh được chọn bất kì:
    Số cách chọn 3 bạn từ 40 học sinh của lớp là:
    \(C_{40}^3 = 9\,880\) (cách).
  • b) Gồm 1 nam và 2 nữ:
    - Chọn 1 nam từ 25 học sinh nam: \(C_{25}^1 = 25\) (cách).
    - Chọn 2 nữ từ 15 học sinh nữ: \(C_{15}^2 = 105\) (cách).
    Theo quy tắc nhân, số cách chọn là: \(25 \times 105 = 2\,625\) (cách).
  • c) Có ít nhất một nam trong ba học sinh được chọn:
    Cách làm gián tiếp (dùng biến cố đối):
    - Trường hợp chọn 3 bạn không có nam nào (tức cả 3 bạn đều là nữ):
    \(C_{15}^3 = 455\) (cách).
    - Vậy số cách chọn có ít nhất một nam là:
    \(C_{40}^3 - C_{15}^3 = 9\,880 - 455 = 9\,425\) (cách).
Bài 8.26: Trong khai triển nhị thức Newton của \((2x + 3)^5\), hệ số của \(x^4\) hay hệ số của \(x^3\) lớn hơn?
Lời giải:

Khai triển nhị thức Newton \((2x + 3)^5\):

\[(2x + 3)^5 = C_5^0 (2x)^5 + C_5^1 (2x)^4 (3)^1 + C_5^2 (2x)^3 (3)^2 + C_5^3 (2x)^2 (3)^3 + C_5^4 (2x)^1 (3)^4 + C_5^5 (3)^5\]

  • Hệ số của \(x^4\) là:
    \(C_5^1 \times 2^4 \times 3^1 = 5 \times 16 \times 3 = 240\).
  • Hệ số của \(x^3\) là:
    \(C_5^2 \times 2^3 \times 3^2 = 10 \times 8 \times 9 = 720\).

Vì \(720 > 240\) nên **hệ số của \(x^3\) lớn hơn hệ số của \(x^4\)**.