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क्रमचय और संचय: बेसिक से एडवांस तक पूरी गाइड

क्रमचय और संचय: एक संपूर्ण अवलोकन

यह लेक्चर आपको क्रमचय (Permutation) और संचय (Combination) के कॉन्सेप्ट को जमीनी स्तर से लेकर एडवांस्ड स्तर तक समझाएगा। यह चैप्टर गणित में काउंटिंग से संबंधित है, जहाँ ऑर्डर और चयन के आधार पर समस्याओं को हल किया जाता है।

मुख्य विषय

  • परिचय: क्रमचय और संचय के बीच मूलभूत अंतर। क्रमचय में क्रम महत्वपूर्ण है (जैसे, शब्द या संख्या बनाना), जबकि संचय में क्रम महत्वपूर्ण नहीं है (जैसे, टीम चयन)।
  • फैक्टोरियल (n!): किसी संख्या के फैक्टोरियल का अर्थ और उपयोग।
  • गणना का मूल सिद्धांत (Fundamental Principle of Counting - FPC): यदि कोई कार्य 'm' तरीकों से और दूसरा कार्य 'n' तरीकों से किया जा सकता है, तो दोनों कार्य एक साथ m × n तरीकों से किए जा सकते हैं।

गणना का मूल सिद्धांत: विस्तृत व्याख्या

FPC को समझने के लिए एक सरल उदाहरण लेते हैं: मान लीजिए आपके पास 5 अलग-अलग शर्ट और 4 अलग-अलग जींस हैं। शर्ट और जींस का एक जोड़ा (पहनावा) बनाने के कुल कितने तरीके हैं?

  • शर्ट चुनने के 5 तरीके
  • जींस चुनने के 4 तरीके
  • कुल तरीके = 5 × 4 = 20

यही सिद्धांत तीन या अधिक वस्तुओं के चुनाव पर भी लागू होता है।

उदाहरण: ATM PIN बनाना

यदि 4 अंकों का ATM PIN बनाना है और अंकों को दोहराया जा सकता है (0-9 तक):

  • पहले अंक के लिए 10 विकल्प
  • दूसरे के लिए 10 विकल्प
  • कुल PIN = 10 × 10 × 10 × 10 = 10,000

JEE Main & Advanced प्रश्न (सीधे लेक्चर से)

प्रश्न 1: (JEE Main 2023)

5000 और 10000 के बीच कितनी संख्याएँ हैं जो अंकों 1, 3, 5, 7, 9 से बिना दोहराव के बनाई जा सकती हैं?

हल:

  • संख्या 4-अंकीय होगी (5000 से बड़ी, 10000 से छोटी)।
  • पहला अंक 5, 7 या 9 हो सकता है (3 तरीके)।
  • दूसरा अंक शेष 4 अंकों में से कोई भी (4 तरीके)।
  • तीसरा अंक शेष 3 में से (3 तरीके)।
  • चौथा अंक शेष 2 में से (2 तरीके)।
  • कुल संख्याएँ = 3 × 4 × 3 × 2 = 72

प्रश्न 2: (JEE Main 2023)

यदि (2n+1)P(n-1) / (2n-1)Pn = 11/21, तो n² + n + 15 का मान ज्ञात करें।

हल:

  • nPr के सूत्र (n!/(n-r)!) का उपयोग करें और समीकरण को सरल बनाएं।
  • 2n+1 और 2n-1 जैसे पदों के फैक्टोरियल को तोड़ें (जैसे, (2n+1)! = (2n+1)(2n)(2n-1)!)।
  • सरलीकरण के बाद, हमें 11n² - 51n + 20 = 0 प्राप्त होता है, जो एक द्विघात समीकरण है।
  • इसे हल करने पर n = 5 (मान्य) और n = -4/11 (अमान्य) प्राप्त होता है।
  • अतः, n² + n + 15 = 25 + 5 + 15 = 45।

प्रश्न 3: (JEE Main 2021)

अंकों 0, 2, 4, 6, 8 (बिना दोहराव) का उपयोग करके 10,000 से बड़ी कितनी संख्याएँ बनाई जा सकती हैं?

हल:

  • चूंकि कुल अंक 5 हैं और दोहराव नहीं है, इसलिए केवल 5-अंकीय संख्याएँ ही बनेंगी।
  • पहले अंक पर 0 नहीं आ सकता, इसलिए 4 विकल्प (2,4,6,8) हैं।
  • फिर शेष 4 अंकों को क्रमशः 4, 3, 2, 1 तरीकों से भरा जाएगा।
  • कुल संख्याएँ = 4 × 4 × 3 × 2 × 1 = 96

nPr और nCr: सूत्र और अर्थ

nPr (Permutations)

सूत्र: nPr = n! / (n-r)!

अर्थ: n अलग-अलग वस्तुओं में से r वस्तुओं को चुनकर उन्हें व्यवस्थित (arrange) करने के कुल तरीके, जहाँ क्रम महत्वपूर्ण है और दोहराव नहीं है।

  • उदाहरण: 26 अंग्रेज़ी अक्षरों में से 5 अक्षरों वाले शब्द (अर्थपूर्ण या अर्थहीन) बनाने के तरीके = 26P5

nCr (Combinations)

सूत्र: nCr = n! / [r! (n-r)!]

अर्थ: n अलग-अलग वस्तुओं में से r वस्तुओं का चयन (selection) करने के कुल तरीके, जहाँ क्रम महत्वपूर्ण नहीं है।

  • उदाहरण: 11 खिलाड़ियों में से एक क्रिकेट टीम चुनने के तरीके = 11C11 = 1

होमवर्क के लिए प्रश्न

1. 5 अंकों वाली कितनी संख्याएँ हैं जो 6 से विभाज्य हों? (संकेत: 2 और 3 दोनों से विभाज्यता की जाँच करें)

2. (JEE Advanced 2022) [0, 9999] अंतराल में कितने 4-अंकीय पूर्णांक हैं जिनके अंकों का योग 15 के बराबर है? (यहाँ अंक 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 का उपयोग करें और दोहराव अनुमत है।)

JEE Main और Advanced को लक्षित करने वाले छात्रों के लिए, सही रणनीति और समय प्रबंधन अत्यंत महत्वपूर्ण है। अधिक विस्तृत मार्गदर्शन के लिए आप अखिरकार IIT JEE सफलता के लिए 8 सप्ताह प्लानिंग और रणनीति पर हमारा लेख भी पढ़ सकते हैं।

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