Chapter 7

หลักการนับเบื้องต้น

Fundamental Principles of Counting

วิธีนับจำนวนวิธีโดยไม่ต้องเขียนออกมาทีละแบบ — กฎการคูณ การเรียงสับเปลี่ยน และการจัดหมู่ พร้อมเกณฑ์ตัดสินว่าโจทย์นี้ลำดับสำคัญหรือไม่

หลักสูตรแกนกลาง / สสวท.
สถิติและความน่าจะเป็นรายวิชาพื้นฐาน ม.4
Common Core (US)
S-CP
Cambridge
AS Level — Permutations and combinations

7.1 กฎการบวกและกฎการคูณ

  • สองกฎที่ต้องแยกให้ออก
    • กฎการบวก — งานที่เลือกทำอย่างใดอย่างหนึ่ง ให้บวกจำนวนวิธี
    • กฎการคูณ — งานที่ต้องทำทุกขั้นต่อกัน ให้คูณจำนวนวิธี
    • คำใบ้: “หรือ” มักนำไปสู่การบวก · “แล้วก็” หรือ “ตามด้วย” นำไปสู่การคูณ

ตัวอย่าง

เดินทางจากเมือง A ไป B มีรถ 3 สายและเรือ 2 ลำ · จาก B ไป C มีรถไฟ 4 ขบวน จงหาจำนวนวิธีเดินทางจาก A ถึง C

วิธีทำ

  1. 1.จาก A ไป B เลือกรถหรือเรือ จึงใช้กฎการบวก: วิธี
  2. 2.จาก B ไป C มี 4 วิธี
  3. 3.ต้องทำทั้งสองช่วง จึงใช้กฎการคูณ:

ตอบ   วิธี

เคล็ดลับ

วาด แผนภาพต้นไม้ สำหรับโจทย์เล็ก ๆ ก่อนเสมอในช่วงแรกที่เรียน · เห็นภาพว่าทำไมถึงคูณ ไม่ใช่จำว่าต้องคูณ แล้วพอโจทย์ใหญ่ขึ้นจะเลือกกฎถูกเอง

7.2 การเรียงสับเปลี่ยน

นิยาม

การเรียงสับเปลี่ยน (Permutation)

การจัดสิ่งของโดยที่ ลำดับสำคัญ · สลับที่กันแล้วนับเป็นคนละแบบ

สูตรการเรียงสับเปลี่ยน

เลือก ชิ้นจาก ชิ้นมาเรียง · เมื่อ จะได้ พอดี

แฟกทอเรียล

ไม่ใช่ข้อยกเว้นตามใจ แต่เป็นค่าที่ทำให้สูตรทั้งหมดไม่ขัดกัน

ตัวอย่าง 1

มีหนังสือ 6 เล่มต่างกัน จะจัดวางบนชั้น 3 ตำแหน่งได้กี่วิธี

วิธีทำ

  1. 1.ตำแหน่งต่างกันจึงถือว่าลำดับสำคัญ
  2. 2.

ตอบ   วิธี

ตัวอย่าง 2

จงหาจำนวนวิธีเรียงตัวอักษรในคำว่า BANANA

วิธีทำ

  1. 1.มี 6 ตัวอักษร แต่ A ซ้ำ 3 ตัว และ N ซ้ำ 2 ตัว
  2. 2.

ตอบ   วิธี

ข้อควรระวัง

ของที่ซ้ำกันต้อง หารด้วยแฟกทอเรียลของจำนวนที่ซ้ำ · ไม่หารคือนับซ้ำ เพราะสลับ A สองตัวกันแล้วได้คำเดิม แต่สูตรนับเป็นคนละแบบ

7.3 การจัดหมู่

นิยาม

การจัดหมู่ (Combination)

การเลือกสิ่งของโดยที่ ลำดับไม่สำคัญ · เลือกได้ชุดเดียวกันถือว่าเป็นแบบเดียวกัน

สูตรการจัดหมู่

คือ ที่หารด้วย เพื่อลบการนับซ้ำจากการเรียงลำดับ

โจทย์พูดถึงลำดับสำคัญ?ใช้
จัดที่นั่ง เรียงแถว จัดอันดับสำคัญการเรียงสับเปลี่ยน
เลือกกรรมการ เลือกทีม หยิบของไม่สำคัญการจัดหมู่
ตำแหน่งต่างกัน เช่น ประธานกับเลขาสำคัญการเรียงสับเปลี่ยน
ตำแหน่งเหมือนกัน เช่น กรรมการ 3 คนไม่สำคัญการจัดหมู่
ตัดสินว่าจะใช้ตัวไหน

ตัวอย่าง 1

จากนักเรียน 10 คน จะเลือกกรรมการ 3 คนได้กี่วิธี

วิธีทำ

  1. 1.กรรมการทั้งสามตำแหน่งเหมือนกัน ลำดับจึงไม่สำคัญ
  2. 2.

ตอบ   วิธี

ตัวอย่าง 2

จากนักเรียน 10 คน จะเลือกประธาน รองประธาน และเลขา ได้กี่วิธี

วิธีทำ

  1. 1.สามตำแหน่งต่างกัน ลำดับจึงสำคัญ
  2. 2.

ตอบ   วิธี

ทำไมถึงเป็นแบบนั้น

สองตัวอย่างข้างบนใช้ตัวเลขชุดเดียวกัน แต่ต่างกัน 6 เท่า ซึ่งก็คือ พอดี · นั่นคือจำนวนวิธีสลับตำแหน่งของคนสามคนที่เลือกมาแล้ว — เป็นเหตุผลทั้งหมดที่สูตรจัดหมู่ต้องหารด้วย

7.4 กลยุทธ์สำหรับโจทย์ที่ซับซ้อน

  • เทคนิคที่ใช้บ่อย
    • จัดการเงื่อนไขก่อน — ถ้าโจทย์บังคับให้บางคนอยู่ติดกัน ให้มัดรวมเป็นก้อนเดียวก่อนแล้วค่อยเรียง
    • นับส่วนเติมเต็ม — โจทย์ที่ถาม “อย่างน้อย” ให้นับทั้งหมดแล้วลบกรณีที่ไม่ต้องการ
    • แบ่งกรณี — ถ้าเงื่อนไขแยกได้เป็นหลายแบบที่ไม่ทับกัน ให้นับแยกแล้วบวก

ตัวอย่าง

คน 5 คนนั่งเรียงแถว โดยที่ ก และ ข ต้องนั่งติดกัน จะจัดได้กี่วิธี

วิธีทำ

  1. 1.มัด ก กับ ข เป็นก้อนเดียว จึงเหลือของที่ต้องเรียง 4 ก้อน
  2. 2.เรียง 4 ก้อนได้ วิธี
  3. 3.ภายในก้อน ก กับ ข สลับกันได้ วิธี
  4. 4.

ตอบ   วิธี

เคล็ดลับ

โจทย์นับที่ตันส่วนใหญ่แก้ได้ด้วยคำถามสองข้อ: ลำดับสำคัญไหม และ มีเงื่อนไขบังคับอะไรที่ควรจัดการก่อน · ตอบสองข้อนี้ได้ วิธีทำมักจะชัดขึ้นทันที

🎯 Key takeaways

Read it — now practise it

Generate a worksheet on this topic, or sit a timed mock paper.