برای حل این سوال، به بررسی شرایط مختلف میپردازیم:
الف) هیچ محدودیتی نباشد:
تعداد کل افراد = ۱۵ نفر
انتخاب ۴ نفر از ۱۵ نفر: \( \binom{15}{4} = 1365 \)
ب) ۳ نفر از گروه ریاضی و یک نفر از گروه تجربی باشد:
تعداد افراد ریاضی = ۶ نفر، انتخاب ۳ نفر از ۶: \( \binom{6}{3} = 20 \)
تعداد افراد تجربی = ۵ نفر، انتخاب ۱ نفر از ۵: \( \binom{5}{1} = 5 \)
مجموع: \( 20 \times 5 = 100 \)
پ) ۲ نفر از گروه ریاضی باشد:
انتخاب ۲ نفر از ۶ نفر ریاضی: \( \binom{6}{2} = 15 \)
انتخاب ۲ نفر باقیمانده از ۹ نفر (بقیه): \( \binom{9}{2} = 36 \)
مجموع: \( 15 \times 36 = 540 \)
ت) حداقل ۲ نفر از گروه ریاضی باشد:
شامل دو حالت زیر است:
- ۲ نفر ریاضی: \( 540 \) (پاسخ بخش پ)
- ۳ نفر ریاضی و ۱ نفر از بقیه: \( \binom{6}{3} \times \binom{9}{1} = 20 \times 9 = 180 \)
مجموع: \( 540 + 180 = 720 \)
ث) حداکثر ۲ نفر از گروه ریاضی باشد:
یعنی شامل ۰، ۱ یا ۲ نفر از گروه ریاضی:
- ۰ نفر ریاضی: انتخاب ۴ نفر از ۹ نفر (غیر ریاضی): \( \binom{9}{4} = 126 \)
- ۱ نفر ریاضی: انتخاب ۱ نفر از ۶ نفر ریاضی و ۳ نفر از ۹ نفر: \( \binom{6}{1} \times \binom{9}{3} = 6 \times 84 = 504 \)
- ۲ نفر ریاضی: \( 540 \) (پاسخ بخش پ)
مجموع: \( 126 + 504 + 540 = 1170 \)
ج) از هر گروه حداقل یک نفر باشد:
شامل حالتی که از هر گروه وجود دارد:
- حداقل ۱ نفر از هر گروه: با استفاده از شمارش کامل، تنها یک حالت "محدودیتی" وجود ندارد: \( 1365 \)
کاهش تعداد حالاتی که هیچکدام از یک گروه نیستند:
- ۴ نفر همه از یک گروه (ریاضی یا انسانی یا تجربی):
- ریاضی: \( \binom{6}{4} = 15 \)
- انسانی: \( \binom{4}{4} = 1 \)
- تجربی: \( \binom{5}{4} = 5 \)
مجموع: \( 15 + 1 + 5 = 21 \)
با احتساب: \( 1365 - 21 = 1344 \)
بنابراین، هر بخش با محاسبات بالا تکمیل شده است.