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Pregunta combinatoria

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Hola. Que tal?
Me encontre con una duda grande(para mi) sobre combinatoria, si alguien puede despejarmela un poco sería de gran ayuda.

Supongamos que tenemos un tablero de 4 filas y 3 columnas. Quiero saber las formas de ubicar 3 bolitas indistinguibles con la condicion de que no puede haber mas de una bolita por fila ni por columna.

Voy a reperesentar todos los casos que encontré(creo que no hay mas) usando 0 para los lugares vacios y 1 para los lugares ocupados por las bolitas.

Todas las combinaciones donde en la 1era columna esta ocupada la 1era fila:

$$\begin{matrix}1 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\ \begin{matrix}1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}1 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 1\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\end{matrix}$$

Todas las combinaciones donde en la 1era columna esta ocupada la 2da fila:

$$\begin{matrix}0 & 1 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\ \begin{matrix}0 & 1 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 1\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 1\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 1\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\end{matrix}$$

Todas las combinaciones donde en la 1era columna esta ocupada la 3era fila:

$$\begin{matrix}0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\ \begin{matrix}0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 0\\ 0& 1 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 1\\ 0 & 0 & 0\\ 1 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\end{matrix}$$

Todas las combinaciones donde en la 1era columna esta ocupada la 4ta fila:

$$\begin{matrix}0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 0\\ 1 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\ \begin{matrix}0 & 0 & 1\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0\\ 1 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 0 & 0\\ 1 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 0\\ 0& 1 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 1 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 1 & 0 & 0\end{matrix}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \begin{matrix}0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 1 & 0 & 0\end{matrix}$$

Luego se ve que hay 24 casos diferentes. Pero este sería un caso pequeño y que se puede hacer a mano.
Hay dos formas que vi de resolver esto pero ninguna me coincidio con el resultado buscado 🙁. Así que estoy mas que perdido.

-Primera forma:
Primero elijo tres filas para ubicar las bolitas de las cuatro filas disponibles y luego elijo 3 columnas para ubicar las bolitas de las tres columnas disponibles.

$$\left(\begin{matrix}4 \\ 3\end{matrix}\right)$$
*
$$\left(\begin{matrix}3 \\ 3\end{matrix}\right) = 4*1 = 4 \neq 24$$

-Segunda forma:
Primero tengo disponibles para elegir 12 asientos para ubicar la 1era bolita, luego retiro los asientos que estan en la misma columna y fila donde se ubico la misma. Despues quiero ubicar la 2da bolita y tengo disponible 12 asientos menos los que retiré anteriormente osea 6 asientos; luego retiro los asientos que estan en la misma fila y columna donde ubique la 2da bolita. Finalmente para ubicar la 3era bolita tengo disponible 6 menos los que retiré para ubicar la 2da bolita osea 2 asientos. Y la expersion me quedaria asi:

$$\left(\begin{matrix}12 \\ 1\end{matrix}\right)$$
*
$$\left(\begin{matrix}12 - (4+2) \\ 1\end{matrix}\right)*\left(\begin{matrix}6 - (3+1) \\ 1\end{matrix}\right) = 12*6*2 \neq 24$$

Realmente no se que hice mal, porque las 2 formas de resolverlo me habian convencido pero al remangarme y comparar con lo que calcule a mano me dá diferente. Espero que no haya sido una equivocacion demasiado tonta.
Gracias de antemano.

En la primera forma te falta considerar que las columnas las tenes que elegir ordenadas, es decir: te falta multiplicar por 3!=6.

En la segunda estas repitiendo casos porque las bolitas son indistinguibles, te falta dividir por 3!=6.

Firma

Quimey

Quimey escribió:

En la primera forma te falta considerar que las columnas las tenes que elegir ordenadas, es decir: te falta multiplicar por 3!=6.

En la segunda estas repitiendo casos porque las bolitas son indistinguibles, te falta dividir por 3!=6.

Quimey muchas gracias por la rápida respuesta.
En la primera forma creo que entendí porque se tenía que considerar el orden de las columnas. Pero tambien se podría haber considerado el orden de las filas?

En la segunda forma pensé que al ser indistinguibles se los representaba de esa forma, ya que si serían personas en lugar de bolitas iguales se tendria que multiplicar lo que se hizo por 3! (?).

Sin dudas los detalles que me marcaste son los correctos pero no logro tener bien en claro porque.
Se agradece la buena predisposicion y la buena onda.

No tengo mucho tiempo ahora, pero:

  1. Fijate el primer y el tercer caso de la primera linea en tus dibujos, los estas contando como iguales pero son distintos (Filas={1,2,3} Columnas={1,2,3}).
  2. Fijate que si elegis (1,1), (2,2) y (3,3) podes elegirlos en 6 maneras posibles pero siempre te da el mismo caso.

Quimey escribió:

No tengo mucho tiempo ahora, pero:

  1. Fijate el primer y el tercer caso de la primera linea en tus dibujos, los estas contando como iguales pero son distintos (Filas={1,2,3} Columnas={1,2,3}).
  2. Fijate que si elegis (1,1), (2,2) y (3,3) podes elegirlos en 6 maneras posibles pero siempre te da el mismo caso.

Muchas gracias de nuevo, fue muy clara tu explicacion.
Una pregunta más. Este concepto de la permutacion de las columnas para no contar casos de menos tambien se aplicaría a este ejercicio?

1er parcial 17/05/03

En ese ejercicio tendria agregar a lo hecho una multiplicacion por 7!, que sería permutar las 7 columnas elegidas para no contar casos de menos?

Si no es verdad eso se me complica la idea. :S

ya está multiplicado por 7! y por 12!. Vos decís una vez más?

Quimey escribió:

ya está multiplicado por 7! y por 12!. Vos decís una vez más?

Si, a eso me refiero porque como está hecho en el ejercicio al ser personas son distinguibles y esta bien que se haga la permutacion por 7! de los hombre y por 12! de las mujeres pero quería saber si es correcto multiplicar una vez mas por 7! para no contar casos de menos como en el ejercicio de las bolitas indistinguibles.

es posible que esté mal y que tengas razón. La verdad es que combinatoria no es mi fuerte.

Quimey escribió:

es posible que esté mal y que tengas razón. La verdad es que combinatoria no es mi fuerte.

Muchas gracias igual. Combinatoria tampoco es mi fuerte pero con lo que me ayudaste me acerqué bastante mas a lo correcto.