Kelas 11Kelas 10mathPeluang
Terdapat 2 atlet futsal, 4 atlet basket, dan 2 atlet sepak
Pertanyaan
Terdapat 2 atlet futsal, 4 atlet basket, dan 2 atlet sepak bola. Atlet-atlet tersebut duduk berjajar. Jika banyak kemungkinan susunan duduk dari atlet-atlet tersebut adalah 2.880, pernyataan berikut yang benar adalah ...
Solusi
Verified
Dengan 2 atlet futsal, 4 atlet basket, dan 2 atlet sepak bola, total 8 atlet. Jika susunan duduk yang mungkin adalah 2.880, maka ini menyiratkan adanya pembatasan susunan atau atlet yang identik yang tidak sesuai dengan permutasi standar. Angka 2.880 = 4 x 6!, yang bisa diartikan sebagai 4 cara memilih posisi untuk suatu grup, dan 6! susunan untuk 6 atlet berbeda, atau variasi lainnya.
Pembahasan
Soal ini berkaitan dengan permutasi dengan objek yang identik atau pengelompokan objek. Kita memiliki: - 2 atlet futsal (F1, F2) - 4 atlet basket (B1, B2, B3, B4) - 2 atlet sepak bola (S1, S2) Jumlah total atlet adalah $2 + 4 + 2 = 8$ atlet. Jika semua atlet dianggap berbeda, maka jumlah susunan duduk berjajar adalah $8!$ (8 faktorial). $8! = 8 \times 7 \times 6 \times 5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1 = 40.320$ Namun, soal menyatakan bahwa banyak kemungkinan susunan duduk adalah 2.880. Ini menyiratkan bahwa ada beberapa atlet yang identik atau dikelompokkan sehingga urutan di dalam kelompok tidak diperhitungkan secara terpisah dalam perhitungan total. Mari kita analisis kemungkinan susunan jika atlet dari cabang olahraga yang sama dianggap identik untuk sementara, atau jika ada pembatasan tertentu yang menghasilkan jumlah 2.880. Jika kita menganggap atlet dari cabang olahraga yang sama tidak dapat dibedakan (misalnya, semua atlet futsal identik, semua basket identik, semua sepak bola identik), maka jumlah susunan adalah $\frac{8!}{2!4!2!} = \frac{40320}{(2 \times 1)(4 \times 3 \times 2 \times 1)(2 \times 1)} = \frac{40320}{2 \times 24 \times 2} = \frac{40320}{96} = 420$. Ini bukan 2.880. Kemungkinan lain adalah bahwa soal ini mungkin merujuk pada permutasi dari beberapa kelompok atau ada informasi tambahan yang hilang. Namun, berdasarkan informasi yang diberikan dan jumlah 2.880, mari kita coba mencari faktor dari $8!$ atau kaitannya. $2.880 = \frac{8!}{x}$, maka $x = \frac{40320}{2880} = 14$. Kita perlu mencari kombinasi pembagi yang menghasilkan 14 dari $2!$, $4!$, atau $2!$. Ini tidak langsung terlihat. Mari kita coba cara lain. Jika susunan duduk adalah dengan syarat tertentu, misalnya atlet dari cabang yang sama harus duduk bersama. Ada 3 kelompok: Futsal (2), Basket (4), Sepak Bola (2). Jumlah susunan antar kelompok: $3! = 6$. Susunan di dalam kelompok futsal: $2! = 2$. Susunan di dalam kelompok basket: $4! = 24$. Susunan di dalam kelompok sepak bola: $2! = 2$. Total susunan jika duduk berkelompok = $3! \times 2! \times 4! \times 2! = 6 \times 2 \times 24 \times 2 = 576$. Ini juga bukan 2.880. Perhatikan bahwa $2880 = 10 imes 9 imes 8 imes 4$. Atau $2880 = 6! imes 8 = 720 imes 4$? Tidak juga. $2880 = 5 imes 576$. Hmm. $2880 = 720 imes 4 = 6! imes 4$. Masih belum cocok. Mari kita cek jika ada 2 cabang yang atletnya identik. Misal Futsal (F) dan Sepak Bola (S) identik, Basket (B) berbeda. $8!/(2!2!) = 40320 / 4 = 10080$. Bukan. Perhatikan $2880 = rac{10!}{?} $. $rac{3628800}{2880} = 1260$. Ada kemungkinan soal ini mengacu pada permutasi siklik atau ada kondisi lain. Namun, jika kita berasumsi bahwa ada kesalahan dalam pemahaman atau soal, dan mencoba mencari faktor: $2880 = 2 imes 1440 = 2 imes 12 imes 120 = 2 imes 12 imes 5! = 24 imes 120 = 4! imes 5!$. Ini tidak mungkin. Mari kita coba faktorisasi $2880 = 2^6 imes 3^2 imes 5$. Sementara $8! = 2^7 imes 3^2 imes 5 imes 7$. Jika susunan duduknya seperti ini: F F B B B B S S. Dan jika F dan S dapat ditukar posisi antar mereka, tetapi B tetap di posisinya, atau sebaliknya. Kemungkinan yang paling masuk akal adalah bahwa ada beberapa atlet yang identik, atau ada pembatasan susunan. Jika kita misalkan bahwa hanya 4 atlet basket yang dibedakan, sedangkan 2 futsal dan 2 sepak bola tidak dibedakan (dianggap identik satu sama lain dalam cabangnya). Jumlah susunan = $\frac{8!}{2! imes 2!} = \frac{40320}{4} = 10080$. Masih salah. Jika 2 atlet futsal identik, 4 atlet basket identik, 2 atlet sepak bola identik, dan kita hanya melihat susunan dari 3 kelompok ini, kita dapat berpikir seperti memilih posisi untuk setiap kelompok. Mari kita kembali ke soal aslinya. Jika banyak kemungkinan susunan duduk dari atlet-atlet tersebut adalah 2.880, pernyataan berikut yang benar adalah... Ini berarti kita harus mencari pernyataan yang konsisten dengan jumlah susunan 2.880. Misalkan ada 8 posisi duduk. Jumlah total permutasi 8 objek adalah $8! = 40320$. Karena jumlah susunannya lebih sedikit (2880), ini berarti ada objek yang identik atau pembatasan. Perhatikan bahwa $8! = 40320$ dan $2880$. $rac{40320}{2880} = 14$. Kita perlu mencari pembagi yang menghasilkan 14 dari faktorial. $2! = 2$, $3! = 6$, $4! = 24$, $5! = 120$, $6! = 720$, $7! = 5040$. Tidak ada yang menghasilkan 14. Ada kemungkinan bahwa hanya sebagian atlet yang diatur, atau ada pembatasan yang sangat spesifik. Contoh: Jika hanya 4 atlet basket yang duduk, dan mereka duduk di posisi tertentu, jumlah susunannya adalah $4! = 24$. Ini terlalu kecil. Jika kita memikirkan tentang memilih posisi untuk grup: Misalnya, 2 futsal (F), 4 basket (B), 2 sepak bola (S). Jika susunannya adalah F F B B B B S S. Jumlah cara menempatkan 2 F, 4 B, 2 S dalam 8 posisi adalah $\frac{8!}{2!4!2!} = 420$. Bagaimana jika atlet futsal harus duduk berdekatan, atlet basket harus duduk berdekatan, dan atlet sepak bola harus duduk berdekatan? Kelompok Futsal (FF) dianggap 1 unit, Kelompok Basket (BBBB) dianggap 1 unit, Kelompok Sepak Bola (SS) dianggap 1 unit. Jumlah susunan antar kelompok = $3! = 6$. Susunan di dalam kelompok Futsal = $2! = 2$. Susunan di dalam kelompok Basket = $4! = 24$. Susunan di dalam kelompok Sepak Bola = $2! = 2$. Total = $6 \times 2 \times 24 \times 2 = 576$. Masih belum 2880. Mari kita pertimbangkan kemungkinan bahwa hanya ada 5 atlet yang dipertimbangkan untuk duduk, dan sisanya tidak. Jika kita memilih 5 atlet dari 8, dan menyusunnya. $\binom{8}{5} extrm{'} 5! = rac{8!}{3!5!} extrm{'} 5! = rac{8!}{3!} = rac{40320}{6} = 6720$. Terlalu banyak. Jika kita memilih 4 atlet dari 8 dan menyusunnya. $\binom{8}{4} extrm{'} 4! = rac{8!}{4!4!} extrm{'} 4! = rac{8!}{4!} = rac{40320}{24} = 1680$. Terlalu sedikit. Jika kita memilih 5 atlet dari 8, tapi ada atlet yang identik. Misal: 2 F, 2 B, 1 S. Total 5 atlet. Jumlah susunan = $\frac{5!}{2!2!1!} = \frac{120}{4} = 30$. Kembali ke angka $2880$. Perhatikan bahwa $2880 = 8 imes 360 = 8 imes 6!$. Ini juga tidak masuk akal. $2880 = 10 imes 288$. $288 = 2 imes 144 = 2 imes 12^2$. Jika kita memikirkan permutasi dari 8 item di mana beberapa identik: $rac{8!}{a!b!c!...} = 2880$ $rac{40320}{a!b!c!...} = 2880$ $a!b!c!... = rac{40320}{2880} = 14$. Kita perlu mencari kombinasi faktorial yang hasil perkaliannya adalah 14. Tidak ada kombinasi faktorial ($2!=2, 3!=6, 4!=24, ...$) yang jika dikalikan menghasilkan 14. Ini mengindikasikan bahwa mungkin ada kesalahan pada angka 2.880 di soal, atau ada interpretasi lain. Namun, jika kita harus memilih pernyataan yang BENAR, dan diberikan bahwa jumlah susunan adalah 2880, maka kita harus mencari sifat dari susunan tersebut yang menghasilkan angka ini. Mari kita coba menebak struktur soalnya. Mungkin soal ini ingin mengatakan: "Jika terdapat 4 atlet basket dan sisanya dari cabang lain, dan jumlah susunan duduk adalah 2880, maka..." Jika hanya 4 atlet basket yang duduk, dan mereka berbeda, jumlah susunan $4! = 24$. Jika 4 atlet basket duduk, dan ada aturan tertentu. Jika kita menganggap ada 8 atlet, dan jumlah susunan adalah 2880, maka kita membagi $8!$ dengan faktor tertentu. Faktornya adalah 14. Kita tidak bisa mendapatkan 14 dari faktorial. Ini adalah kunci masalahnya. Misalkan ada 5 atlet yang berbeda, susunan duduknya $5! = 120$. Misalkan ada 6 atlet yang berbeda, susunan duduknya $6! = 720$. Misalkan ada 7 atlet yang berbeda, susunan duduknya $7! = 5040$. Jika kita mengambil 8 atlet, tetapi ada pembatasan: - Hanya 2 atlet futsal yang duduk, dengan $P(2,2) = 2! = 2$ cara. - Hanya 4 atlet basket yang duduk, dengan $P(4,4) = 4! = 24$ cara. - Hanya 2 atlet sepak bola yang duduk, dengan $P(2,2) = 2! = 2$ cara. Jika 2 atlet futsal dan 2 atlet sepak bola dianggap identik, dan 4 atlet basket juga identik, jumlah susunan adalah $\frac{8!}{2!4!2!} = 420$. Jika kita berasumsi bahwa angka 2880 adalah benar, dan ada 8 atlet, ini berarti ada pembagian dengan 14. Ini tidak mungkin dari faktorial.\n Ada kemungkinan lain: Jika 5 atlet duduk dari total 8, dan ada pembatasan. Kita perlu mencari pernyataan yang benar. Tanpa pilihan pernyataan, sulit untuk menentukan. Namun, mari kita coba mencari struktur yang bisa menghasilkan 2880. Perhatikan bahwa $2880 = 5 imes 576$. Dan $576 = 24^2 = (4!)^2$. Atau $2880 = 4 imes 720 = 4 imes 6!$. Ini berarti mungkin ada 6 atlet yang berbeda, dan ada 4 cara untuk memilih posisi mereka, atau 4 objek lain yang diatur. Jika kita mengambil 6 atlet dari 8, dan menyusunnya: $\binom{8}{6} extrm{'} 6! = rac{8!}{2!6!} extrm{'} 6! = rac{8!}{2!} = rac{40320}{2} = 20160$. Terlalu banyak. Jika ada 5 atlet yang disusun, $5! = 120$. $2880 / 120 = 24$. Jadi, mungkin ada 5 atlet yang dipilih dan disusun, dan ada 24 cara tambahan untuk mengatur sesuatu. Mari kita lihat kembali angka $2880$. $2880 = 30 imes 96$. $2880 = 60 imes 48$. $2880 = 80 imes 36$. $2880 = 120 imes 24$. $2880 = 144 imes 20$. $2880 = 240 imes 12$. $2880 = 360 imes 8$. $2880 = 480 imes 6$. $2880 = 720 imes 4$. $2880 = 1440 imes 2$. $2880 = 2880 imes 1$. Jika susunan duduk adalah 4 atlet basket yang berbeda, dan 4 atlet non-basket yang identik, maka $\frac{8!}{4!} = 1680$. Jika kita memikirkan permutasi dengan pengulangan, hasil yang diberikan adalah 2880. Ini adalah $rac{N!}{n_1! n_2! ...}$. Di sini $N=8$. $rac{8!}{n_1! n_2! ...} = 2880 ightarrow n_1! n_2! ... = 14$. Ini menunjukkan bahwa tidak mungkin atlet dari cabang yang sama dianggap identik dalam skema permutasi standar. Mungkin ada pembatasan unik. Salah satu interpretasi yang mungkin menghasilkan angka yang mendekati adalah jika ada 4 atlet basket dan mereka duduk di 4 posisi tertentu, dan ada 2 atlet futsal dan 2 atlet sepak bola yang mengisi sisa posisi dengan pembatasan. Jika 4 atlet basket duduk di 4 kursi, dengan $P(8,4) = rac{8!}{4!} = 1680$ cara. Tanpa pilihan pernyataan, sangat sulit untuk menentukan 'pernyataan yang benar'. Namun, kita bisa menyimpulkan bahwa struktur soal ini kemungkinan melibatkan permutasi dengan beberapa kondisi khusus yang tidak langsung terlihat dari deskripsi atlet saja. Angka 2880 tidak sesuai dengan permutasi standar atlet yang identik dari cabang olahraga yang sama. Misalkan kita coba hipotesis bahwa ada 5 atlet yang berbeda, dan mereka duduk dalam lingkaran. $ (5-1)! = 4! = 24$. Masih jauh. Kemungkinan lain: Ada 5 atlet yang berbeda, dan mereka duduk berjajar, dan ada 23 posisi lain yang kosong atau identik. $P(8,5) = rac{8!}{3!} = 6720$. Jika kita harus berasumsi ada suatu pernyataan yang benar, dan angka 2880 adalah hasil perhitungan, maka kita harus mencari penjelasan matematis untuk 2880 dari 8 atlet. Jika ada 2 atlet futsal (F), 4 atlet basket (B), 2 atlet sepak bola (S). Total 8 atlet. Jika kita susun 4 atlet basket terlebih dahulu, dan sisanya 4 atlet (2F, 2S) mengisi sisa posisi. Jumlah cara menyusun 4 atlet basket dari 8 posisi: $P(8,4) = 1680$. Jika kita harus membuat pernyataan yang benar, dan hasil yang diberikan adalah 2880, kita bisa menyimpulkan bahwa ada penataan spesifik yang menghasilkan angka ini. Tanpa opsi, ini adalah tebakan. Salah satu kemungkinan yang sering muncul dalam soal seperti ini adalah jika ada kondisi seperti 'dua atlet futsal tidak boleh duduk berdampingan' atau 'atlet dari cabang yang sama harus duduk terpisah'. Jika 2 atlet futsal dan 2 atlet sepak bola dianggap sebagai 'unit' yang berbeda, dan 4 atlet basket juga sebagai unit yang berbeda. Mari kita fokus pada angka 2880. $2880 = 10 imes 288 = 10 imes 2 imes 144 = 20 imes 144$. $2880 = 12 imes 240$. $2880 = 6 imes 480$. $2880 = 4 imes 720 = 4 imes 6!$. Jika ada 6 atlet berbeda, susunannya adalah $6! = 720$. Jika ada 4 cara untuk memilih posisi mereka atau menyusun sisa atlet, maka $4 imes 720 = 2880$. Ini bisa terjadi jika kita memilih 4 atlet basket dari 8 atlet, dan 4 atlet basket ini memiliki 4! susunan. Kemudian sisa 4 atlet (2F, 2S) memiliki susunan tertentu. Jika kita pilih 4 atlet basket, dan susun mereka: $P(8,4) = 1680$. Sisanya 4 atlet. $4! = 24$. $1680 imes 24 = 40320$. Bukan. Kemungkinan yang paling masuk akal adalah bahwa soal ini adalah soal pilihan ganda, dan kita harus memilih pernyataan yang benar yang mungkin menjelaskan bagaimana 2880 didapatkan. Tanpa pilihan, ini adalah tebakan terbaik. Hipotesis: Mungkin ada 5 atlet yang berbeda, dan susunannya $5! = 120$. Lalu ada faktor 24. $rac{2880}{120} = 24$. Ini berarti ada 5 atlet yang dipilih dari 8, dan ada cara tambahan untuk mengatur sesuatu sebanyak 24. Contoh: Memilih 5 atlet dari 8, dan menyusun mereka, dan ada 2 cabang olahraga yang atletnya identik. Jika 4 atlet basket adalah kunci utamanya. Jika 4 atlet basket duduk dengan syarat tertentu. Misal: Terdapat 5 atlet yang duduk berjajar. Banyaknya susunan adalah $5! = 120$. Jika terdapat 4 atlet basket yang duduk berjajar, maka $4! = 24$ susunan. Jika kita memiliki 8 atlet dan $2880$ susunan, maka ini adalah $rac{8!}{14}$. Karena 14 bukan hasil dari perkalian faktorial, maka ini bukan permutasi dengan objek identik. Perhatikan bahwa $2880 = rac{P(n,k)}{m}$ atau $P(n,k) imes m$. Jika kita mengabaikan jenis atlet, hanya ada 8 posisi. Jika ada 2880 susunan yang mungkin, maka ini adalah hasil akhir dari sebuah perhitungan. Misalkan ada 5 atlet, susunannya 5! = 120. $2880/120 = 24$. Artinya, ada 5 atlet yang dipilih, dan kemudian ada faktor pengali 24. Misal, 5 atlet dipilih, dan 2 di antaranya identik. $rac{5!}{2!} = 60$. $2880/60 = 48$. Masih tidak cocok. Jika 4 atlet dipilih, $4! = 24$. $2880/24 = 120$. Artinya, 4 atlet dipilih dan disusun, lalu ada faktor 120. Ini bisa jadi jika ada 4 atlet basket yang disusun (24 cara), dan ada 5 atlet lain yang dipilih dan disusun (120 cara). Tapi total atletnya 8. Kesimpulan: Soal ini kemungkinan memiliki pilihan ganda yang spesifik, atau ada informasi tambahan yang hilang. Tanpa itu, angka 2880 sulit dijelaskan dengan model permutasi standar dari komposisi atlet yang diberikan.
Buka akses pembahasan jawaban
Topik: Permutasi
Section: Permutasi Dengan Objek Berulang
Apakah jawaban ini membantu?