Перейти до основного вмісту
Каталог

Типові завдання НМТ: комбінаторика, ймовірність і статистика

~20 хв · 8 розділів · 12 тестових запитань

Комбінаторика, ймовірність і статистика
Математика НМТ

Тренуйся на змішаних задачах НМТ: читай стовпчасті діаграми й таблиці частот, обчислюй середнє, моду, медіану та розмах вибірки, знаходь класичну ймовірність P(A) = k/n і ймовірність вибору навмання через комбінації.

Дані з діаграм і таблиць: середнє, мода, медіана, розмах

На НМТ завдання зі статистики перевіряють, чи вмієш ти читати дані, подані в діаграмі або таблиці частот. Формул для вибіркових характеристик у довідці тесту немає — їх треба знати напам’ять. На щастя, тут усього чотири означення, і кожне з них інтуїтивно зрозуміле.

Чотири характеристики вибірки

Характеристика

Означення

Позначення / формула

Середнє значення

Сума всіх значень, поділена на їхню кількість

Мода

Значення, яке трапляється найчастіше

Mo

Медіана

Значення посередині впорядкованого ряду (для парної кількості — півсума двох середніх членів)

Me

Розмах

Різниця найбільшого й найменшого значень

Працюємо з рядом чисел

Розгляньмо ряд: 5, 8, 3, 8, 6, 10. Щоб знайти медіану, спершу впорядкуймо числа:

3, 5, 6, 8, 8, 10

Кількість значень n = 6 (парна). Тому медіана — півсума третього й четвертого членів ряду:

Мода — значення, яке повторюється найчастіше. Тут це 8 (зустрічається двічі). Розмах: . Середнє значення:

Працюємо зі стовпчастою діаграмою

У демоваріанті НМТ-2026 завдання № 1 — це читання стовпчастої діаграми. Уяви діаграму, де по горизонталі позначено оцінки учнів (від 8 до 11), а висота стовпчика показує кількість учнів, які отримали цю оцінку:

Оцінка

8

9

10

Кількість учнів

4

6

3

Оцінка

11

Усього

Кількість учнів

7

n = 20

Тепер обчислимо всі чотири характеристики.

Мода: оцінка 11 трапляється найчастіше (7 учнів), отже Mo = 11.

Медіана: маємо 20 значень. Упорядкуймо їх: спершу чотири вісімки, потім шість дев'яток, далі три десятки й сім одинадцяток. 10-те й 11-те значення — це 9 і 10. Отже:

Середнє: спершу сума: .

Розмах: .

Порада: завдання за діаграмою дає надійний бал за 1–2 хвилини. Напиши на чернетці таблицю частот, упорядкуй дані й обчисли — і ти не помилишся.

Класична ймовірність: рахуємо наслідки

Класична ймовірність — це відношення кількості сприятливих наслідків до кількості всіх рівноможливих наслідків випадкового експерименту. Формула є в довідці НМТ:

, де — кількість усіх рівноможливих наслідків, — кількість сприятливих наслідків.

Завжди пам'ятай: . Якщо отримала число, більше за 1, або від'ємне — шукай помилку.

Один гральний кубик

У кубика 6 граней. Кидаємо один кубик. Яка ймовірність випадання числа, кратного 3? Сприятливі наслідки: 3 і 6 — їх два. Отже:

Два гральні кубики

Коли кидають два кубики, кількість усіх можливих упорядкованих пар дорівнює . Кожну пару записують як (число на першому кубику; число на другому).

Знайдемо ймовірність того, що сума очок дорівнює 8. Перелічимо сприятливі пари: (2; 6), (3; 5), (4; 4), (5; 3), (6; 2). Їх п'ять. Отже:

Важливо: пари (2; 6) і (6; 2) — це різні наслідки, бо кубики різні (перший і другий). Ніколи не об'єднуй їх.

Дві монети

Підкидають дві монети. Кожна монета може показати герб (Г) або цифру (Ц). Кількість усіх рівноможливих наслідків — чотири:

ГГ, ГЦ, ЦГ, ЦЦ

Зверни увагу: ГЦ і ЦГ — це різні наслідки (перша монета — герб, друга — цифра, і навпаки). Тому наслідків саме 4, а не 3.

Яка ймовірність того, що випаде один герб і одна цифра? Сприятливі наслідки: ГЦ і ЦГ — їх два. Отже:

Кульки та картки

У коробці 5 червоних і 7 синіх кульок. Навмання виймають одну кульку. Ймовірність дістати синю:

У наборі картки з числами від 1 до 20. Яка ймовірність витягнути картку з простим числом? Прості числа в цьому проміжку: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 — усього 8 чисел. Отже:

Протилежна подія

Якщо подія A не відбувається, настає протилежна подія Ā (читають «не A»). Їхні ймовірності пов'язані просто:

Це дуже зручно, коли сприятливих наслідків багато, а несприятливих — мало. Приклад: кидають дві монети. Яка ймовірність того, що випаде хоча б один герб? Протилежна подія — «не випало жодного герба», тобто ЦЦ. Ймовірність ЦЦ — 1/4. Отже:

Рендеринг діаграми…

Ймовірність за комбінаторними схемами

Коли випадковий експеримент полягає у виборі групи об'єктів навмання, кількість усіх рівноможливих наслідків n рахують за допомогою формул комбінаторики. У довідці НМТ є три формули: кількість перестановок , кількість розміщень і кількість комбінацій .

Яку формулу обрати?

Ситуація

Порядок важливий?

Формула

Приклад

Переставити всі n елементів

Так

Скільки способів розставити 4 книжки на полиці?

Вибрати k елементів і впорядкувати

Так

Скільки трицифрових чисел можна скласти з цифр 1, 2, 3, 4 без повторень?

Вибрати k елементів без урахування порядку

Ні

Скількома способами вибрати двох чергових із 10 учнів?

Вибір групи навмання

У завданнях НМТ на комбінаторну ймовірність часто йдеться про вибір кількох осіб (або предметів) із загальної групи. Оскільки порядок, у якому вибирають, не має значення, кількість усіх можливих груп обчислюють через комбінації.

Приклад. У групі 6 хлопців і 4 дівчини. Навмання вибирають двох учнів. Скільки всього способів вибрати двох із десяти?

Знайдемо ймовірність того, що обидва вибрані учні — дівчата. Сприятливих випадків: вибрати двох дівчат із чотирьох можна способами. Отже:

А тепер знайдемо ймовірність того, що виберуть одного хлопця й одну дівчину. Тут сприятливі наслідки — це всі пари, що складаються з одного хлопця (6 способів) і однієї дівчини (4 способи). За правилом добутку таких пар . Отже:

Порядок навмання

Інший тип завдань — коли об'єкти ставлять у випадковому порядку. Тут кількість усіх можливих розташувань — це .

Приклад. Чотири різні книжки ставлять на полицю навмання. Яка ймовірність того, що певна книжка опиниться з краю?

Усіх способів розставити 4 книжки: . Сприятливі випадки: книжка з краю — це або ліворуч, або праворуч (2 варіанти). Решту 3 книжки можна розставити в будь-якому порядку на решті місць: способів. Отже:

Це логічно: для випадкового порядку ймовірність опинитися на будь-якому конкретному місці однакова — 1/4. Крайніх місць два, тому 2/4 = 0,5.

Правило добутку: коли вибір складається з кількох послідовних незалежних кроків, загальну кількість способів знаходять множенням кількостей способів на кожному кроці. Наприклад, вибрати одного хлопця (6 способів) і одну дівчину (4 способи) — разом способи.

Розбираємо завдання

Приклад 1. Діаграма прочитаних книжок

На діаграмі подано кількість книжок, які учні прочитали за місяць: 0 книжок — 2 учні, 1 книжка — 5 учнів, 2 книжки — 8 учнів, 3 книжки — 4 учні, 4 книжки — 1 учень. Знайдіть медіану цього ряду даних.

Розв'язання. Спершу знайдемо загальну кількість учнів: . Оскільки n парне, медіана — півсума 10-го й 11-го значень упорядкованого ряду.

Випишемо всі значення по порядку: 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4.

10-те значення — 2, 11-те значення — теж 2. Отже:

Відповідь: 2.

Розгляньмо, чим привабливі дистрактори:

  • 8 — найбільша частота (кількість учнів, які прочитали 2 книжки), але це не медіана, а частота моди.

  • 1,85 — середнє арифметичне. Його обчислили, поділивши суму на 20, але не впорядкували дані.

  • 2,5 — хибний результат, наприклад півсума значень 2 і 3, узятих не з тих позицій упорядкованого ряду; це не медіана.

  • 4 — розмах ряду.

Приклад 2. Два гральні кубики

Кидають два гральні кубики. Яка ймовірність того, що сума очок дорівнюватиме 10?

Розв'язання. Кількість усіх рівноможливих наслідків . Перелічимо сприятливі пари, сума очок у яких дорівнює 10: (4; 6), (5; 5), (6; 4). Їх три.

Відповідь: 1/12.

Типові помилкові відповіді:

  • 1/11 — учень подумав, що можливих сум від 2 до 12 є 11, і взяв одну з них. Але суми не є рівноможливими: сума 7 трапляється частіше, ніж сума 2.

  • 1/18 — учень порахував (4; 6) і (6; 4) як один наслідок, вважаючи кубики нерозрізненими.

  • 1/6 або 1/4 — груба помилка в підрахунку.

Приклад 3. Вибір групи навмання

У групі 10 хлопців і 6 дівчат. Навмання вибирають двох учнів. Знайдіть імовірність того, що обидва — дівчата.

Розв'язання. Загальна кількість способів вибрати двох учнів із 16:

Кількість способів вибрати двох дівчат із 6:

Шукана ймовірність:

Відповідь: 0,125.

Пастка: деякі учні беруть ймовірність 6/16 = 0,375, ігноруючи той факт, що вибирають двох осіб, а не одну.

Приклад 4. Ряд даних із невідомим значенням

Ряд даних 12, 15, x, 9, 14 має розмах 10, причому x > 15. Знайдіть середнє значення ряду.

Розв'язання. Розмах — різниця найбільшого й найменшого значень. Найменше значення в ряду — 9. Оскільки , саме x є найбільшим. За умовою розмах дорівнює 10:

Тепер знайдемо середнє значення ряду 12, 15, 19, 9, 14:

Відповідь: 13,8.

Пастка: якщо не врахувати умову і взяти , то розмах теж буде 10 (15 − 5 = 10). Умова x > 15 відкидає цей випадок, тому , а не 5.

Типові помилки й пастки

Нижче зібрано найпоширеніші помилки, яких припускаються учні на НМТ в завданнях на статистику, комбінаторику та ймовірність. Прочитай уважно, щоб не втратити бали на простому.

  • Брати медіану невпорядкованого ряду. Медіану визначають лише після того, як усі числа розташовано за зростанням. Ніколи не шукай «середнє за порядком» у вихідному, невпорядкованому ряду.

  • Плутати моду з її частотою. Мода — це значення величини (наприклад, «оцінка 11»), а не кількість, скільки разів воно трапилося. Якщо 7 учнів отримали 11 балів, то Mo = 11, а не 7.

  • Вважати, що для двох монет лише 3 наслідки (ГГ, ГЦ, ЦЦ). Четвертий наслідок ЦГ зникає, якщо монети не розрізняти, але в теорії ймовірностей монети завжди різні (перша й друга). Правильних наслідків чотири: ГГ, ГЦ, ЦГ, ЦЦ.

  • Рахувати (4; 6) і (6; 4) для двох кубиків як один наслідок. Кубики різні, тому впорядковані пари різні. Завжди множ і перелічуй обидва порядки окремо.

  • Брати замість для кількості способів вибрати групу навмання. Якщо з групи навмання вибирають кількох осіб, порядок вибору не має значення — використовуй комбінації , а не розміщення .

  • У середньому за таблицею частот ділити на кількість різних значень. Наприклад, для оцінок 8, 9, 10, 11 ділити на 4 — неправильно. Ділити треба на загальну кількість учнів (20), а не на кількість різних оцінок.

  • Отримати ймовірність, більшу від 1, і не помітити помилки. Ймовірність завжди лежить у межах від 0 до 1. Якщо отримала, наприклад, 7/4 або 1,2 — негайно перевіряй обчислення. Сприятливих наслідків не може бути більше, ніж усіх можливих.

Як це перевіряють на НМТ

Тема «Комбінаторика, ймовірність і статистика» (код 4.1 за програмою НМТ) щороку з'являється в тесті. За аналізом програми, вона дає приблизно 1–2 завдання на тест, у середньому 1,75 завдання. У демоваріанті НМТ-2026 це 2 завдання загальним балом 3.

Номер у демо 2026

Тема

Форма завдання

Бали

№ 1

Читання стовпчастої діаграми

Вибір однієї з п'яти

0 або 1

№ 20

Комбінації та правило добутку

Коротка відповідь (число)

0 або 2

Що каже статистика попередніх років

У вибірці тестів 2023–2024 років на позиції № 20 (коротка відповідь) у трьох тестах із чотирьох стояла комбінаторика. В одному тесті — середнє значення вибірки. Тож готуйся до обох варіантів.

Що можна взяти з довідки

Довідка НМТ містить формули:

  • — класична ймовірність

  • — кількість перестановок

  • — кількість розміщень

  • — кількість комбінацій

А от формул для середнього значення, моди, медіани й розмаху в довідці немає. Їх треба знати напам'ять — і це чудова новина, бо вони дуже прості.

Стратегія на тесті

У методичних аналізах НМТ читання діаграм названо «дешевим балом» — те, що закривають першим для проходження порогу. Порада: розпочинаючи тест, одразу виконай завдання на статистику (діаграму або таблицю частот) — це займе 1–2 хвилини й дасть надійний бал.

Нагадування: число k (сприятливі наслідки) завжди менше або дорівнює n (усі наслідки), тому ймовірність ніколи не перевищує 1. Отримала дріб — негайно перевіряй.

Питання й відповіді

Як знайти медіану, якщо кількість значень парна?

Упорядкуй ряд чисел за зростанням. Якщо кількість значень n парна, медіаною буде півсума двох середніх членів: n/2-го та (n/2 + 1)-го. Наприклад, для ряду 3, 5, 6, 8, 8, 10 (n = 6) середніми є третій (6) і четвертий (8) члени: Me = (6 + 8)/2 = 7.

Чому для двох монет наслідків чотири, а не три?

Бо монети розрізняють: перша й друга. Справді, герб на першій і цифра на другій (ГЦ) — це не те саме, що цифра на першій і герб на другій (ЦГ). Повний перелік: ГГ, ГЦ, ЦГ, ЦЦ — чотири рівноможливі наслідки. Якби монети не розрізняли, то ГЦ і ЦГ були б одним наслідком, але в теорії ймовірностей монети завжди вважають різними.

Коли ймовірність рахують через комбінації?

Коли випадковий експеримент полягає у виборі групи елементів навмання й порядок вибору не має значення. Наприклад, «навмання вибирають трьох учнів з класу» або «з колоди навмання беруть дві карти». У цих випадках кількість усіх можливих груп рахують через комбінації , а кількість сприятливих — як добуток комбінацій, якщо вибір іде з кількох підгруп.

Чим мода відрізняється від медіани?

Мода — це значення, яке трапляється найчастіше. У ряду може бути кілька мод або жодної (якщо всі значення різні). Медіана — це значення, яке ділить упорядкований ряд навпіл. Вона завжди єдина й визначається положенням значень в упорядкованому ряді (з урахуванням усіх повторень). Приклад: ряд 3, 5, 5, 7, 9. Мода 5, медіана 5 (третє число). А якщо ряд 3, 4, 5, 6, 7 — моди немає, медіана 5.

Що означає, якщо ймовірність вийшла більшою від 1?

Це означає, що в обчисленнях помилка. Ймовірність завжди лежить у межах . Число, більше за 1, могло з'явитися, якщо ти порахував k (сприятливі наслідки) більшим за n (усі наслідки), або неправильно виконав ділення. Наприклад, якщо для задачі з двома кубиками ти отримав 7/4 або 3/2 — негайно перевіряй, чи правильно перелічив усі наслідки та сприятливі випадки.

Коротко: головне

  • Медіану шукають лише у впорядкованому ряду. Для парної кількості — півсума двох середніх значень.

  • Мода — це значення, а не частота. Mo = 11 означає, що найчастіше трапляється число 11.

  • : n — кількість усіх рівноможливих наслідків, k — сприятливих.

  • Два кубики — 36 наслідків, дві монети — 4. Пари (a; b) і (b; a) різні, якщо об'єкти розрізняють.

  • Вибір групи навмання — кількість способів рахують через комбінації .

  • Протилежна подія: . Зручно, коли P(A) знайти складніше.

  • Ймовірність завжди . Більше за 1 — шукай помилку.

  • Формул середнього, моди, медіани й розмаху в довідці НМТ немає — вивчи їх напам'ять.