Sayma Uygulamaları
Önceki bölümlerde toplama ve çarpma yoluyla sayma yöntemlerinden birini kullanarak çözebileceğimiz problemlere örnekler verdik. Bu bölümde bu iki yöntemi birlikte kullanarak çözebileceğimiz problemlere örnekler vereceğiz.
Önce Çarpma, Sonra Toplama Kuralı
Bu tip problemlerde problemin parçalarına çarpma kuralı uygulanır ve elde edilen çarpımlar toplama kuralı ile birleştirilir.
Bir sitenin A, B ve C bloklarında 8'er kat ve her katta 4'er daire, D ve E bloklarında ise 10'ar kat ve her katta 6'şar daire vardır. Buna göre, bu sitede toplam kaç daire vardır?
Çözümü GösterSeçtiğimiz bloğa göre kat ve her kattaki daire sayıları değiştiği için problemi blok tipine göre ikiye bölelim.
Durum 1: A, B ve C blokları
Bu bloklarda her blokta 8'er kat ve her katta 4'er daire olduğu için, bu bloklarda toplam \( 3 \cdot 8 \cdot 4 = 96 \) daire vardır.
Durum 2: D ve E blokları
Bu bloklarda her blokta 10'ar kat ve her katta 6'şar daire olduğu için, bu bloklarda toplam \( 2 \cdot 10 \cdot 6 = 120 \) daire vardır.
İki aşamada bulduğumuz daire sayıları birbirinden ayrık iki kümenin (farklı blok tiplerinin) elemanları olduğu için, toplama kuralı ile toplam daire sayısını \( 96 + 120 = 216 \) olarak buluruz.
Bir şehirdeki 5 sinemada Pazartesi-Perşembe arası her gün 6'şar salonda 3'er film, Cuma-Pazar arası her gün 8'er salonda 5'er film gösterilmektedir. Buna göre bu şehirde bir hafta içinde toplam kaç seans film gösterilmektedir?
Çözümü GösterHaftanın gününe göre salon ve film seçenekleri değiştiği için, problemi birbirinden ayrık iki kümeye karşılık gelecek şekilde ikiye bölelim (Pazartesi-Perşembe ve Cuma-Pazar arası günler).
Durum 1: Pazartesi-Perşembe arası
Bu günlerde her gün 5 sinemanın 6'şar salonunda 3'er film olmak üzere toplam \( 4 \cdot 5 \cdot 6 \cdot 3 = 360 \) seans film gösterimi vardır.
Durum 2: Cuma-Pazar arası
Bu günlerde her gün 5 sinemanın 8'er salonunda 5'er film olmak üzere toplam \( 3 \cdot 5 \cdot 8 \cdot 5 = 600 \) seans film gösterimi vardır.
İki ayrık küme için bulduğumuz sayıları topladığımızda tüm hafta boyunca gösterilen seans sayısını \( 360 + 600 = 960 \) olarak buluruz.
"xx" ilin plaka kodu olmak üzere, bir ilde plakalar "xx A 0001", "xx AA 001" ya da "xx AAA 01" biçiminde verilmektedir. Plakalarda alfabedeki harflerin 20'si, rakamların tümü kullanılabildiğine göre, bu ilde kaç farklı plaka üretilebilir?
Çözümü GösterÜç farklı plaka biçiminin sayma mantığı farklı olduğu için, tüm plakalar kümesini birbirinden ayrık üç kümeye ayırıp ve bu kümelerin eleman sayılarını ayrı ayrı hesaplayıp, sonra bu sayıların toplamını alalım.
Durum 1: xx A 0001
Plakanın "A" kısmında her basamak için 20 harften biri, "0001" kısmında her 10 rakamdan biri seçilebilir. Bu seçimler birbirinden bağımsız olduğu için toplamda \( 20 \cdot 10 \cdot 10 \cdot 10 \cdot 10 = 200.000 \) farklı plaka oluşturulabilir.
Durum 2: xx AA 001
Plakanın "AA" kısmında her basamak için 20 harften biri, "001" kısmında her 10 rakamdan biri seçilebilir. Bu seçimler birbirinden bağımsız olduğu için toplamda \( 20 \cdot 20 \cdot 10 \cdot 10 \cdot 10 = 400.000 \) farklı plaka oluşturulabilir.
Durum 3: xx AAA 01
Plakanın "AAA" kısmında her basamak için 20 harften biri, "01" kısmında her 10 rakamdan biri seçilebilir. Bu seçimler birbirinden bağımsız olduğu için toplamda \( 20 \cdot 20 \cdot 20 \cdot 10 \cdot 10 = 800.000 \) farklı plaka oluşturulabilir.
Her plaka biçimi için hesapladığımız ve birbirinden ayrık kümelere karşılık gelen bu sayıları topladığımızda bu ilde üretilebilecek toplam plaka sayısını \( 200.000 + 400.000 + 800.000 = 1.400.000 \) olarak buluruz.
Bir istatistiğe göre, bir ülkedeki \( 800.000 \) evin \( \%30 \)'unda 3 televizyon, \( \%40 \)'ında 2 televizyon, \( \%25 \)'inde 1 televizyon bulunmaktadır, \( \%5 \)'inde ise televizyon bulunmamaktadır. Buna göre, bu ülkedeki evlerde toplam kaç televizyon bulunmaktadır?
Çözümü GösterÜlkedeki tüm evlerin kümesini evlerdeki televizyon sayısına göre ayrık 4 kümeye ayıralım ve her küme için toplam televizyon sayısını bulalım.
Durum 1: 3 televizyon
\( 800.000 \) evin \( \%30 \)'u \( 240.000 \) ev eder. Bu evlerin her birinde 3 televizyon olduğu için, toplam \( 240.000 \cdot 3 = 720.000 \) televizyon olur.
Durum 2: 2 televizyon
\( 800.000 \) evin \( \%40 \)'ı \( 320.000 \) ev eder. Bu evlerin her birinde 2 televizyon olduğu için, toplam \( 320.000 \cdot 2 = 640.000 \) televizyon olur.
Durum 3: 1 televizyon
\( 800.000 \) evin \( \%25 \)'i \( 200.000 \) ev eder. Bu evlerin her birinde 1 televizyon olduğu için, toplam \( 200.000 \cdot 1 = 200.000 \) televizyon olur.
Durum 4: Televizyon yok
Geri kalan evlerde hiç televizyon yoktur.
Tüm ülkedeki evleri televizyon sayısına göre birbirinden ayrık kümelere ayırdığımız için, her küme için hesapladığımız bu sayıları toplayarak ülkedeki toplam televizyon sayısını \( 720.000 + 640.000 + 200.000 = 1.560.000 \) olarak buluruz.
\( 1, 2, 3, 4, 5 \) rakamlarını kullanarak 1000'den küçük kaç farklı sayı yazılabilir?
Çözümü GösterOluşturabileceğimiz 1000'den küçük sayılar 1, 2 ya da 3 basamaklı olabilir. Her birinin sayma mantığı birbirinden farklı olduğu için problemi üç parçaya bölerek her parçayı ayrı ayrı sayalım.
Oluşturabileceğimiz 1, 2 ve 3 basamaklı sayıların toplamını yukarıdaki şekildeki gibi hesaplayabiliriz. Her satırdaki sayılar birer ayrık kümeye karşılık geldiği için (1, 2 ve 3 basamaklı sayılar arasında ortak bir sayı yoktur), bu sayıları toplayarak \( 125 + 25 + 5 = 155 \) sonucunu buluruz.
Yukarıdaki şekilde A, B, C, D şehirleri arasındaki yollar verilmiştir.
Buna göre A'dan D'ye gitmek isteyen Merve kaç farklı yoldan gidebilir?
Çözümü GösterSayma problemini Merve'nin yolda uğrayacağı şehirlere göre üçe bölelim, sonra her biri için bulduğumuz farklı yol sayılarının toplamını alalım.
Durum 1: \( A \to B \to C \to D \) şehirleri üzerinden
\( A \to B \) arası 3, \( B \to C \) arası 1, \( C \to D \) arası 2 farklı yol olduğu için bu yol \( 3 \cdot 1 \cdot 2 = 6 \) farklı şekilde gidilebilir.
Durum 2: \( A \to B \to D \) şehirleri üzerinden
\( A \to B \) arası 3, \( B \to D \) arası 1 farklı yol olduğu için bu yol \( 3 \cdot 1 = 3 \) farklı şekilde gidilebilir.
Durum 3: \( A \to D \) şehirleri üzerinden
\( A \to D \) arası 2 farklı yol olduğu için bu yol \( 2 \) farklı şekilde gidilebilir.
Buna göre A'dan D'ye toplam \( 6 + 3 + 2 = 11 \) farklı yoldan gidebilir.
Üç basamaklı ve rakamları toplamı çift sayı olan kaç sayı vardır?
Çözümü GösterÜç basamaklı bir sayının rakamlarının toplamının çift olması için üç rakam da çift ya da ikisi tek biri çift olmalıdır.
Durum 1: Üç rakam da çift
Bu durumda "ÇÇÇ" olmak üzere tek diziliş vardır.
Yüzler basamağı 0 olamayacağı için, bu durumda \( 4 \cdot 5 \cdot 5 = 100 \) farklı 3 basamaklı sayı yazılabilir.
Durum 2: İkisi tek biri çift
Bu durumda "TTÇ", "TÇT", "ÇTT" olmak üzere üç farklı diziliş vardır.
Rakamların "TTÇ" ve "TÇT" dizilişlerinde ilk basamak 0 olamayacağı için toplam \( 2 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 = 250 \) farklı sayı yazılabilir.
"ÇTT" dizilişinde ilk basamak 0 olabileceği için \( 4 \cdot 5 \cdot 5 = 100 \) farklı sayı yazılabilir.
İstenen koşulu sağlayan sayılar bu üç durumda bulduğumuz sayıların toplamı kadardır.
\( 100 + 250 + 100 = 450 \) bulunur.
\( A = \{0, 2, 3, 5, 6, 7\} \)
kümesinin elemanlarıyla 5 ile bölünebilen, rakamları farklı ve üç basamaklı kaç doğal sayı yazılabilir?
Çözümü GösterSayının 5 ile bölünebilmesi için birler basamağı 0 ya da 5 olmalıdır. Bu iki durumda yüzler basamağı için seçenek sayıları farklı olduğu için tüm olasılıkları çarpma kuralı ile tek adımda hesaplayamayız. Bu yüzden yazılabilecek tüm sayıları birbirinden ayrık iki küme olarak inceleyelim.
Durum 1: Birler basamağı 0
Bu durumda yüzler basamağı için 5, onlar basamağı için 4 farklı rakam seçeneği vardır.
\( 5 \cdot 4 \cdot 1 = 20 \) tane rakamları farklı, üç basamaklı ve birler basamağı 0 olan sayı yazılabilir.
Durum 2: Birler basamağı 5
Bu durumda 0 gelemeyeceği için yüzler basamağı için 4, onlar basamağı için 4 farklı rakam seçeneği vardır.
\( 4 \cdot 4 \cdot 1 = 16 \) tane rakamları farklı, üç basamaklı ve birler basamağı 5 olan sayı yazılabilir.
Buna göre 5 ile bölünebilen, rakamları farklı ve üç basamaklı \( 20 + 16 = 36 \) sayı yazılabilir.
Önce Toplama, Sonra Çarpma Kuralı
Bu tip problemlerde problemin parçalarına toplamı kuralı uygulanır ve elde edilen toplamların çarpma kuralı ile çarpımı alınır.
Neşe yemeğe gelecek misafirleri için tarifini iyi bildiği 5 çeşit çorbadan sadece birini, 3 çeşit et ve 5 çeşit sebze yemeğinden sadece birini, 3 çeşit makarna ve 2 çeşit pilavdan sadece birini, 4 çeşit salata ve 6 çeşit mezeden sadece birini ve 2 çeşit sütlü ve 1 çeşit şerbetli tatlıdan yine sadece birini yapacaktır.
Buna göre Neşe menüyü kaç farklı şekilde hazırlayabilir?
Çözümü GösterNeşe çorba, ana yemek (et ya da sebze), makarna/pilav, salata/meze ve tatlı seçeneklerinin tümünden sadece birer tane yapacağı için, bu yemekleri aralarında çarpım kuralını uygulayacağımız bağımsız olaylar olarak düşünebiliriz.
Her yemek için verilen seçeneklerden sadece biri yapılacağı ve seçenekler arasında ortak seçenek olmadığı için her yemek seçenekleri arasında toplama kuralını uygulayabiliriz.
Buna göre toplamda \( 5 \) çorba seçeneği, \( 3 + 5 = 8 \) ana yemek (et ya da sebze) seçeneği, \( 3 + 2 = 5 \) makarna/pilav seçeneği, \( 4 + 6 = 10 \) salata/meze seçeneği ve \( 2 + 1 = 3 \) tatlı seçeneği vardır.
Tüm bu seçenekler arasında çarpma kuralını uyguladığımızda menünün \( 5 \cdot 8 \cdot 5 \cdot 10 \cdot 3 = 6.000 \) farklı şekilde hazırlanabileceğini buluruz.