Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Nguyên lý cộng
Mục tiêu
Sau bài học này, em nhận ra khi nào một bài toán đếm phải giải bằng quy tắc cộng: cộng số cách của từng phương án rời nhau lại với nhau, thay vì đếm gộp một lượt. Đây là viên gạch đầu tiên của toàn bộ chương tổ hợp đếm và xác suất lớp 7.
Kiến thức cần có trước
Em đã học phép cộng và cách liệt kê một tập hợp nhỏ từ lớp 6. Bài này dùng lại đúng hai kỹ năng đó, chỉ khác ở chỗ tập hợp bây giờ lớn hơn, liệt kê tay không còn tiện nữa. **Mở rộng dành cho HSG**: chương trình chuẩn Lớp 7 (CT GDPT 2018) mới dừng ở mức làm quen biến cố và xác suất bằng đếm trực tiếp một không gian mẫu nhỏ. Việc phát biểu quy tắc cộng thành một nguyên lý tường minh, áp dụng được cho mọi bài đếm chứ không riêng một tình huống, là phần mở rộng của khóa học này.
Khởi động
Một quầy trái cây có 3 quả táo và 4 quả cam, không có hai quả nào giống hệt nhau. Em được chọn đúng một quả bất kỳ để mang về. Có bao nhiêu quả để em chọn? Thử đếm bằng cách hình dung từng quả một xem.
Ý tưởng chính: khi nào cộng
Đề thi vào lớp 10 thường hỏi thẳng kiểu "lớp có 20 học sinh, chọn 1 bạn làm lớp trưởng, có bao nhiêu cách" — một tập hợp duy nhất, đếm trực tiếp là xong. Bài toán ở trên khác một chút: có hai nhóm quả tách biệt nhau, táo và cam, và em chỉ chọn ra đúng một quả. Muốn đếm, em không cần biết quả táo cụ thể trông ra sao, chỉ cần đếm số lượng mỗi nhóm rồi cộng lại: $3 + 4 = 7$.
Phát biểu chung: nếu một công việc có thể hoàn thành theo **phương án 1** (có $m$ cách) HOẶC **phương án 2** (có $n$ cách), và không có cách nào vừa thuộc phương án 1 vừa thuộc phương án 2, thì tổng số cách là $m + n$. Đây gọi là **quy tắc cộng**. Điều kiện "không có cách nào thuộc cả hai phương án" quan trọng không kém con số: nếu hai phương án giẫm lên nhau, cộng thẳng sẽ đếm trùng một số cách hai lần, kết quả bị thổi phồng. Ta gọi hai phương án như vậy là **rời nhau** (không giao nhau).
Vậy làm sao nhận ra một bài toán cần quy tắc cộng? Tín hiệu thường là từ "hoặc", hoặc đề bài mô tả các nhóm đối tượng tách biệt và chỉ chọn MỘT trong số đó cho công việc.
Ví dụ áp dụng
Ví dụ
Chọn một quả trong hai loại
1
Một quầy trái cây có 3 quả táo và 4 quả cam, tất cả các quả đều khác nhau. Hỏi có bao nhiêu cách chọn ra đúng một quả? Công việc \"chọn 1 quả\" có thể hoàn thành theo phương án \"chọn 1 trong 3 quả táo\" hoặc phương án \"chọn 1 trong 4 quả cam\". Một quả bất kỳ trong quầy chỉ có thể là táo hoặc là cam, không thể vừa là táo vừa là cam, nên hai phương án này rời nhau.
2
Chọn táo: 3 cách. (1) Chọn cam: 4 cách. (2)
3
Vì hai phương án rời nhau, kết hợp (1) và (2) theo quy tắc cộng: $3 + 4 = 7$. Vậy có $7$ cách chọn ra một quả từ quầy trái cây.
Hai cột thể hiện hai phương án rời nhau: 3 táo và 4 cam. Tổng số cách chọn một quả là chiều cao hai cột cộng lại, $3+4=7$.
Ví dụ
Chọn đại diện từ ba tổ
1
Lớp 7A chia thành 3 tổ: tổ 1 có 8 bạn, tổ 2 có 9 bạn, tổ 3 có 7 bạn, không bạn nào thuộc hai tổ cùng lúc. Cô giáo cần chọn ra đúng 1 bạn để làm đại diện lớp trong buổi họp. Hỏi có bao nhiêu cách chọn? Ba tổ là ba phương án rời nhau, vì một học sinh chỉ thuộc đúng một tổ.
2
Chọn từ tổ 1: 8 cách. (1) Chọn từ tổ 2: 9 cách. (2) Chọn từ tổ 3: 7 cách. (3) Kết hợp (1), (2) và (3) theo quy tắc cộng: $8+9+7=24$. Vậy có $24$ cách chọn đại diện.
Ví dụ
Bẫy chồng lấp: khi KHÔNG được cộng thẳng
1
Một câu lạc bộ có 15 bạn giỏi Toán, 10 bạn giỏi Văn, trong đó 4 bạn giỏi CẢ HAI môn. Nếu cần chọn 1 bạn giỏi Toán hoặc giỏi Văn để dự thi, có phải số cách là $15+10=25$ không?
2
Ta có nhóm \"giỏi Toán\" và nhóm \"giỏi Văn\" không rời nhau, vì 4 bạn giỏi cả hai môn thuộc đồng thời cả hai nhóm. Nếu cộng thẳng $15+10=25$, 4 bạn giỏi cả hai môn bị đếm hai lần, một lần trong nhóm Toán, một lần trong nhóm Văn.
3
Do đó $15+10=25$ KHÔNG phải số bạn giỏi Toán hoặc giỏi Văn (số đúng phải nhỏ hơn 25, cụ thể là $15+10-4=21$, nhưng phép trừ phần giao này thuộc kỹ thuật nâng cao hơn, bài học sau sẽ quay lại với đếm phần bù). Vậy quy tắc cộng chỉ dùng đúng khi các phương án THẬT SỰ rời nhau, không giẫm lên nhau.
Sai lầm thường gặp
Bẫy thường gặp
Lỗi phổ biến nhất là cộng thẳng hai nhóm mà quên kiểm tra chúng có rời nhau hay không. Trước khi cộng, luôn tự hỏi: một đối tượng có thể rơi vào cả hai phương án cùng lúc không? Nếu câu trả lời là có, quy tắc cộng đơn giản chưa dùng được ngay, cần xử lý phần chồng lấp trước.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Em đã học phép cộng và cách liệt kê một tập hợp nhỏ từ lớp 6. Bài này dùng lại đúng hai kỹ năng đó, chỉ khác ở chỗ tập hợp bây giờ lớn hơn, liệt kê tay không còn tiện nữa. Mở rộng dành cho HSG: chương trình chuẩn Lớp 7 (CT GDPT 2018) mới dừng ở mức làm quen biến cố và xác suất bằng đếm trực tiếp một không gian mẫu nhỏ. Việc phát biểu quy tắc cộng thành một nguyên lý tường minh, áp dụng được cho mọi bài đếm chứ không riêng một tình huống, là phần mở rộng của khóa học này.
Đề thi vào lớp 10 thường hỏi thẳng kiểu "lớp có 20 học sinh, chọn 1 bạn làm lớp trưởng, có bao nhiêu cách" — một tập hợp duy nhất, đếm trực tiếp là xong. Bài toán ở trên khác một chút: có hai nhóm quả tách biệt nhau, táo và cam, và em chỉ chọn ra đúng một quả. Muốn đếm, em không cần biết quả táo cụ thể trông ra sao, chỉ cần đếm số lượng mỗi nhóm rồi cộng lại: 3+4=7.
Phát biểu chung: nếu một công việc có thể hoàn thành theo phương án 1 (có m cách) HOẶC phương án 2 (có n cách), và không có cách nào vừa thuộc phương án 1 vừa thuộc phương án 2, thì tổng số cách là m+n. Đây gọi là quy tắc cộng. Điều kiện "không có cách nào thuộc cả hai phương án" quan trọng không kém con số: nếu hai phương án giẫm lên nhau, cộng thẳng sẽ đếm trùng một số cách hai lần, kết quả bị thổi phồng. Ta gọi hai phương án như vậy là rời nhau (không giao nhau).
Vậy làm sao nhận ra một bài toán cần quy tắc cộng? Tín hiệu thường là từ "hoặc", hoặc đề bài mô tả các nhóm đối tượng tách biệt và chỉ chọn MỘT trong số đó cho công việc.
Một quầy trái cây có 3 quả táo và 4 quả cam, tất cả các quả đều khác nhau. Hỏi có bao nhiêu cách chọn ra đúng một quả? Công việc "chọn 1 quả" có thể hoàn thành theo phương án "chọn 1 trong 3 quả táo" hoặc phương án "chọn 1 trong 4 quả cam". Một quả bất kỳ trong quầy chỉ có thể là táo hoặc là cam, không thể vừa là táo vừa là cam, nên hai phương án này rời nhau.
Vì hai phương án rời nhau, kết hợp (1) và (2) theo quy tắc cộng: 3+4=7. Vậy có 7 cách chọn ra một quả từ quầy trái cây.
Hai cột thể hiện hai phương án rời nhau: 3 táo và 4 cam. Tổng số cách chọn một quả là chiều cao hai cột cộng lại, 3+4=7.
Chọn từ tổ 1: 8 cách. (1) Chọn từ tổ 2: 9 cách. (2) Chọn từ tổ 3: 7 cách. (3) Kết hợp (1), (2) và (3) theo quy tắc cộng: 8+9+7=24. Vậy có 24 cách chọn đại diện.
Một câu lạc bộ có 15 bạn giỏi Toán, 10 bạn giỏi Văn, trong đó 4 bạn giỏi CẢ HAI môn. Nếu cần chọn 1 bạn giỏi Toán hoặc giỏi Văn để dự thi, có phải số cách là 15+10=25 không?
Ta có nhóm "giỏi Toán" và nhóm "giỏi Văn" không rời nhau, vì 4 bạn giỏi cả hai môn thuộc đồng thời cả hai nhóm. Nếu cộng thẳng 15+10=25, 4 bạn giỏi cả hai môn bị đếm hai lần, một lần trong nhóm Toán, một lần trong nhóm Văn.
Do đó 15+10=25 KHÔNG phải số bạn giỏi Toán hoặc giỏi Văn (số đúng phải nhỏ hơn 25, cụ thể là 15+10−4=21, nhưng phép trừ phần giao này thuộc kỹ thuật nâng cao hơn, bài học sau sẽ quay lại với đếm phần bù). Vậy quy tắc cộng chỉ dùng đúng khi các phương án THẬT SỰ rời nhau, không giẫm lên nhau.