a) Melyik az a legnagyobb természetes szám, amelyre az alábbi négy tulajdonságból pontosan három teljesül?
(1) Húszjegyű.
(2) 20-szal osztható.
(3) Számjegyeinek összege 20.
(4) Számjegyeinek szorzata 20.
Legyen a alaphalmaz a húszjegyű pozitív egész számok halmaza, az halmaz pedig a 7-es számjegyet tartalmazó húszjegyű pozitív egész számok halmaza.
b) Melyik a nagyobb: vagy ?
Az jegyű pozitív egészek közül egyet véletlenszerűen kiválasztva 0,99-nél nagyobb annak a valószínűsége, hogy a kiválasztott szám tartalmaz 7-es számjegyet.
c) Határozza meg n lehetséges értékeit!
a) Melyik az a legnagyobb természetes szám, amelyre az alábbi négy tulajdonságból pontosan három teljesül?
(1) Húszjegyű.
(2) 20-szal osztható.
(3) Számjegyeinek összege 20.
(4) Számjegyeinek szorzata 20.
A 20-al osztható számok 00-ra 20-ra 40-re 60-ra vagy 80-ra végződnek. Az utolsó számjegyük tehát 0. Éppen ezért:
(2) és (4) kizárják egymást, mert a 20-szal osztható számok 0-ra végződnek, így számjegyeik a 0-val való szorzás miatt 0.
A fentiek miatt elvetjük a (4)-es feltételt, azaz hogy a szorzat 20. Ezek alapján az első három feltételt kell kielégíteni: (1), (2), (3).
Mivel a legnagyobb 20 jegyű számot kell felírni, kézenfekvő, hogy 9-essel kell kezdeni, a végén pedig természetesen 0 a (2)-es feltétel alapján:
Mivel feltétlenül a legnagyobb 20 jegyű számot kell kapnunk, biztosítsuk be magunkat azzal, hogy a második számjegy is 9:
Mivel most már csak a (3) feltételt kell teljesítenünk, nevezetesen hogy az összeg 20 legen, ezért kell mégy egy 2-es és sok nulla:
Az ilyen számok közül tehát a legnagyobb szám:
Legyen a alaphalmaz a húszjegyű pozitív egész számok halmaza, az halmaz pedig a 7-es számjegyet tartalmazó húszjegyű pozitív egész számok halmaza.
b) Melyik a nagyobb: vagy ?
20 jegyű szám esetén az első számjegy nem lehet 0, csak kizárólag 1-9 közül bármelyik.
A második számjegytől a 19-edig számjegyig viszont már lehetnek bármilyenek, azaz 10 féle.
Ezért a halmaz darabszáma:
Az A halmazban olyan 20 jegyű számok vannak, amik 7-est tartalmaznak. Ehhez meg kellene vizsgálni azokat a számokat amik 1, 2 , 3 és így tovább számú 7-est tartalmaznak.
Éppe ezért sokkal könnyebb azokat a számokat vizsgálni, amelyek nem tartalmaznak 7-est (komplementer halmaz)
Számoljuk ki azokanak a 20 jegyű számoknak a számát, amelyek nem tartalmaznak 7-est: Ez valójában az A halmaz komplementerének az elemszáma:
Az első helyre nem írhatok 0-ást és 7-est, azaz 8 féle számot írhatunk. A 2. számjegytől a 20. számjegyig, az 19 számjegy esetében lehe bármi, 7-esen kívül (0,1,2,3,4,5,6,8,9), azaz 9 féle számjegy. Ezek alapján:
Most már csak az a kérdés hogy melyik halmaz elemszáma lesz a nagyobb. Ezt nem olyan egyszerű megállapítani, még számológéppel sem, mivel igen nagy számokról van szó.
Tételezzük fel a következő esetet:
Fontos megjegyezni, hogy nem fordul a relációs jel mivel 10-es alapú logaritumust használunk, ami szigorúan növekvő függvény.
Fontos megjegyezni hogy nem fordula a relációs jel, mive a logaritmus biztosan pozitív, mivel az argumens nagyobb mint 1.
Az jegyű pozitív egészek közül egyet véletlenszerűen kiválasztva 0,99-nél nagyobb annak a valószínűsége, hogy a kiválasztott szám tartalmaz 7-es számjegyet.
c) Határozza meg n lehetséges értékeit!
n számjegy esetén, a 7-esek száma lehet csak 1, lehet 2, lehet 3, és így tovább, egészen n-ig. Épp ezért célszerű komplementer halmazzal számolni, hiszen könnyebb meghatározni, hogy ha egyáltalán nincs 7-es. Ennek a valószínűsége:
n jegyű pozitív egész számok esetén az első számjegy nem lehet nulla (9 lehetéséges eset), míg az összes többi n-1 számjegy lehet 10 féle. Az öszes lehetéges esetek száma (q) ezek szerint:
A kedvező esetek (p) azok, amikor nincs 7 számjegy. Ezek szerint az első számjegy nem lehet 0 és 7 (8 lehetséges eset) az összes többi pedig minden lehet csak 7 nem (9 lehetséges eset).
A kedvező esetek száma p ezek alapján:
Mivel mindkét logaritmus argumense kissebb mint 1, azaz a logaritmus negatív számot ad, ezért meg kell fordítani a relációs jegyet: