L6.1 B1 Combinations - Part 1
Completion requirements
Unit 6
Permutations, Combinations, and The Binomial Theorem
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Part 6.1B corresponds to section 11.2, starting on page 528 of your Pre-Calculus 12 textbook.
To combine means to put things together. In a mathematical sense, combinations are ways to select a group from a larger group. The order of the objects selected within the group is not important, but the category of the objects selected is. Determining the number of ways «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys can be selected from a classroom that consists of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»10«/mn»«/mstyle»«/math» boys and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»12«/mn»«/mstyle»«/math» girls is an example of a problem that can be solved using combinations. We are looking for a combination of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys. The order of the selection does not matter.
The formula for calculating the number of combinations is «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mmultiscripts»«mi»C«/mi»«mi»r«/mi»«none/»«mprescripts/»«mi»n«/mi»«none/»«/mmultiscripts»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»n«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«mrow»«mfenced»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»§#8722;«/mo»«mi»r«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«mi»r«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mrow»«/mstyle»«/math», where «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi»n«/mi»«/mstyle»«/math» is the number of objects in the large group from which objects are selected.
Note that «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»§#8712;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«/mrow»«/mstyle»«/math» because «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi»n«/mi»«/mstyle»«/math» represents the total number of objects from which a category or group is being selected. «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»0«/mn»«mo»§#8804;«/mo»«mi»r«/mi»«mo»§#8804;«/mo»«mi»n«/mi»«/mrow»«/mstyle»«/math», because it represents the number of objects selected in a specified category or group from a total of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi»n«/mi»«/mstyle»«/math» objects.
The formula for calculating the number of combinations is «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mmultiscripts»«mi»C«/mi»«mi»r«/mi»«none/»«mprescripts/»«mi»n«/mi»«none/»«/mmultiscripts»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»n«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«mrow»«mfenced»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»§#8722;«/mo»«mi»r«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«mi»r«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mrow»«/mstyle»«/math», where «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi»n«/mi»«/mstyle»«/math» is the number of objects in the large group from which objects are selected.
Note that «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»§#8712;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«/mrow»«/mstyle»«/math» because «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi»n«/mi»«/mstyle»«/math» represents the total number of objects from which a category or group is being selected. «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»0«/mn»«mo»§#8804;«/mo»«mi»r«/mi»«mo»§#8804;«/mo»«mi»n«/mi»«/mrow»«/mstyle»«/math», because it represents the number of objects selected in a specified category or group from a total of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi»n«/mi»«/mstyle»«/math» objects.
Determine the number of ways «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys can be selected from a class of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»12«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»10«/mn»«/mstyle»«/math» boys.
To select «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls from a class that has «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»12«/mn»«/mstyle»«/math» girls, we can use the combinations formula.
And, there are «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys to be chosen from a group of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»10«/mn»«/mstyle»«/math».
Now, apply the fundamental counting principle. Because «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys were selected for the group, the total number of ways to select the five students is «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»66«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»120«/mn»«mo»=«/mo»«mn»7«/mn»«mspace width=¨0.33em¨/»«mn»920«/mn»«/mrow»«/mstyle»«/math».
There are «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»7«/mn»«mspace width=¨0.33em¨/»«mn»920«/mn»«/mstyle»«/math» ways to select «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys from a class that consists of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»12«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»10«/mn»«/mstyle»«/math» boys.
«math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mtable columnalign=¨right center left¨»«mtr»«mtd»«mmultiscripts»«mi»C«/mi»«mn»2«/mn»«none/»«mprescripts/»«mn»12«/mn»«none/»«/mmultiscripts»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»12«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«mrow»«mfenced»«mrow»«mn»12«/mn»«mo»§#8722;«/mo»«mn»2«/mn»«/mrow»«/mfenced»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»12«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«mrow»«mfenced»«mrow»«mn»10«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»12«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»11«/mn»«mo»§#215;«/mo»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mn»10«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»9«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»8«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»7«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»6«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»5«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»3«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»1«/mn»«/menclose»«/mrow»«mrow»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mfenced»«mrow»«mn»10«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»9«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»8«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»7«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»6«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»5«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»3«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»1«/mn»«/mrow»«/mfenced»«/menclose»«mfenced»«mrow»«mn»2«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»1«/mn»«/mrow»«/mfenced»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»12«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»11«/mn»«/mrow»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»66«/mn»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/mstyle»«/math»
And, there are «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys to be chosen from a group of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»10«/mn»«/mstyle»«/math».
«math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mtable columnalign=¨right center left¨»«mtr»«mtd»«mmultiscripts»«mi»C«/mi»«mn»3«/mn»«none/»«mprescripts/»«mn»10«/mn»«none/»«/mmultiscripts»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»10«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«mrow»«mfenced»«mrow»«mn»10«/mn»«mo»§#8722;«/mo»«mn»3«/mn»«/mrow»«/mfenced»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»10«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«mrow»«mfenced»«mrow»«mn»7«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»!«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»10«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»9«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»8«/mn»«mo»§#215;«/mo»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mn»7«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»6«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»5«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»3«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»1«/mn»«/menclose»«/mrow»«mrow»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mfenced»«mrow»«mn»7«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»6«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»5«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»3«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»1«/mn»«/mrow»«/mfenced»«/menclose»«mfenced»«mrow»«mn»3«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»1«/mn»«/mrow»«/mfenced»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mn»10«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»9«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»8«/mn»«/mrow»«mn»6«/mn»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd/»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»120«/mn»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/mstyle»«/math»
Now, apply the fundamental counting principle. Because «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys were selected for the group, the total number of ways to select the five students is «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»66«/mn»«mo»§#215;«/mo»«mn»120«/mn»«mo»=«/mo»«mn»7«/mn»«mspace width=¨0.33em¨/»«mn»920«/mn»«/mrow»«/mstyle»«/math».
There are «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»7«/mn»«mspace width=¨0.33em¨/»«mn»920«/mn»«/mstyle»«/math» ways to select «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»3«/mn»«/mstyle»«/math» boys from a class that consists of «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»12«/mn»«/mstyle»«/math» girls and «math style=¨font-family:Verdana¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»10«/mn»«/mstyle»«/math» boys.