Kombinasi adalah banyak cara pemilihan \(r\) objek dari \(n\) objek yang tersedia tanpa memperhatikan urutan.
$$\bbox[yellow, 5px, border: 2px solid red] {\mathrm{C}_{r}^{n}=\dfrac{n!}{(n\:-\:r)!\cdot r!} }$$
Permutasi adalah penyusunan \(r\) objek yang terpilih dalam urutan tertentu (memperhatikan urutan).
$$\bbox[yellow, 5px, border: 2px solid red] {\mathrm{P}_{r}^{n}=\dfrac{n!}{(n\:-\:r)!} }$$
Contoh 01
Berapa banyak cara memilih 4 orang dari 30 orang siswa yang ada di kelas untuk menjadi pengurus kelas?
Penyelesaian:
Banyaknya cara = \(\mathrm{C}_{4}^{30}\)
\(\mathrm{C}_{4}^{30} = \dfrac{30!}{(30\:-\:4)! \cdot 4!}\)
\(\mathrm{C}_{4}^{30} = \dfrac{30\cdot 29 \cdot 28 \cdot 27 \cdot \cancel{26!}}{\cancel{26!} \cdot 4!}\)
\(\mathrm{C}_{4}^{30} = \dfrac{\cancelto{5}{30}\cdot 29 \cdot \cancelto{7}{28} \cdot 27 }{\cancel{4}\cdot \cancel{3} \cdot \cancel{2} \cdot 1}\)
\(\mathrm{C}_{4}^{30} = 27.405\text{ cara}\)
Jadi terdapat 27.405 cara untuk memilih 4 orang dari 30 orang siswa.
Contoh 02
Berapa banyak cara memilih 4 orang dari 30 orang siswa yang ada di kelas kemudian menempatkannya dalam posisi ketua, wakil ketua, sekretaris, dan bendahara?
Penyelesaian:
Memilih 4 orang dari 30 orang siswa yang ada kemudian menempatkan 4 orang terpilih untuk menjadi ketua, wakil ketua, sekretaris, dan bendahara kelas.
Banyaknya cara: \(\mathrm{C}_{4}^{30} \times 4!\)
Banyaknya cara: \(\dfrac{30!}{(30\:-\:4)! \cdot \cancel{4!}}\times \cancel{4!}\)
Banyaknya cara: \(\dfrac{30\cdot 29 \cdot 28 \cdot 27 \cdot \cancel{26!}}{\cancel{26!}}\)
Banyaknya cara: \(657.720 \text{ cara}\)
Cara di atas sama dengan rumus permutasi
Banyaknya cara: \(\mathrm{P}_{4}^{30}=\dfrac{30!}{(30\:-\:4)!}\)
Banyaknya cara: \(\dfrac{30\cdot 29 \cdot 28 \cdot 27 \cdot \cancel{26!}}{\cancel{26!}}\)
Banyaknya cara: \(657.720 \text{ cara}\)
LATIHAN SOAL
Soal 01
Dari 20 soal yang diberikan, siswa harus mengerjakan 15 soal dengan syarat soal nomor 1, 2, 3, 4 dan 5 harus dikerjakan. Banyak kemungkinan susunan soal yang dipilih siswa adalah…
(A) 2.800
(B) 3.000
(C) 3.003
(D) 3.450
(E) 5.030
Jawaban: C
Karena soal nomor 1, 2, 3, 4 dan 5 harus dikerjakan, maka jumlah soal yang harus dikerjakan tersisa 15 − 5 = 10 soal. Sepuluh soal ini dipilih dari 15 soal sisanya.
\(\mathrm{C}_{10}^{15} = \dfrac{15!}{(15\:-\:10)! \cdot 10!}\)
\(\mathrm{C}_{10}^{15} = \dfrac{15\cdot 14 \cdot 13 \cdot 12 \cdot 11 \cdot \cancel{10!}}{5!\cdot \cancel{10!}}\)
\(\mathrm{C}_{10}^{15} = 3.003\)
Soal 02
Dari 20 soal yang diberikan, siswa harus mengerjakan 15 soal dengan syarat soal nomor 1 dan nomor 2 harus ada yang dikerjakan. Banyak kemungkinan susunan soal yang dipilih siswa adalah…
(A) 14.688
(B) 15.688
(C) 16.688
(D) 17.688
(E) 18.688
Jawaban: A
Kemungkinan 1
Dari soal nomor 1 dan 2 hanya salah satu saja yang dikerjakan.
\(\mathrm{C}_{1}^{2} \times \mathrm{C}_{14}^{18}\)
\(2 \times 3.060\)
\(6.120\)
Kemungkinan 2
Soal nomor 1 dan 2 dikerjakan semua.
\(\mathrm{C}_{2}^{2} \times \mathrm{C}_{13}^{18}\)
\(1 \times 8.568\)
\(8.568\)
Banyak kemungkinan susunan soal yang dipilih siswa adalah 6.120 + 8.568 = 14.688
Soal 03
Dalam ruangan terdapat \(n\) pasang suami istri. Mereka saling berjabat tangan satu sama lain kecuali dengan pasangannya maka akan terjadi 84 kali jabat tangan. Banyaknya pasangan suami istri yang hadir adalah…
(A) 6 pasang
(B) 7 pasang
(C) 8 pasang
(D) 9 pasang
(E) 10 pasang
Jawaban: B
Jabat tangan terjadi antara 2 orang dari \(2n\) orang yang ada dalam ruangan kecuali dengan pasangan sendiri
Banyak jabat tangan yang terjadi = \(\mathrm{C}_{2}^{2n} \:-\:n\)
\(84 = \dfrac{2n!}{(2n\:-\:2)! \cdot 2!}\:-\:n\)
\(84 = \dfrac{2n\cdot (2n\:-\:1)\cdot \cancel{(2n\:-\:2)!}}{\cancel{(2n\:-\:2)!} \cdot 2}\:-\:n\)
\(84 = 2n^2\:-\:2n\)
\(0 = 2n^2\:-\:2n \:-\:84\)
\(0 = n^2 \:-\:n \:-\:42\)
\(0 = (n\:-\:7)(n + 6)\)
\(n\:-\:7 = 0 \rightarrow n = 7\)
Jadi ada 7 pasang suami istri yang hadir
Soal 04
Dalam sebuah ruangan terdapat \(n\) pasang suami istri, jika mereka saling berjabat tangan satu sama lainnya kecuali dengan pasangannya sendiri maka akan terjadi 84 kali jabat tangan. Banyak cara memilih 3 orang dari ruangan tersebut dengan syarat mendapat satu pasang suami istri adalah… cara
(A) 80
(B) 84
(C) 98
(D) 120
(E) 144
Jawaban: B
Banyaknya pasangan suami istri yang hadir:
\(\mathrm{C}_{2}^{2n}\:-\:n = 84\)
\(\dfrac{2n!}{(2n\:-\:2)! \cdot 2!}\:-\:n = 84\)
\(\dfrac{2n \cdot (2n\:-\:1)\cdot \cancel{(2n\:-\:2)!}}{\cancel{(2n\:-\:2)!} \cdot 2!} = 84\)
\(2n^2\:-\:2n = 84\)
\(2n^2\:-\:2n\:-\:84 = 0\)
\(n^2\:-\:n\:-\:42 = 0\)
\((n\:-\:7)(n + 6) = 0\)
\(n = 7\)
Ada 7 pasang suami istri yang hadir
Banyaknya cara memilih 3 orang dengan syarat mendapat satu pasang suami istri adalah \(\mathrm{C}_{1}^{7} \cdot \mathrm{C}_{1}^{12} = 84 \text{ cara}\)
Soal 05
Dari 20 tiket yang diundi, Anto mempunyai 5 buah tiket. Jika 3 buah tiket akan memenangkan hadiah, maka banyaknya kemungkinan Anto akan mendapatkan hadiah adalah…
(A) 8.406
(B) 9.105
(C) 9.316
(D) 10.230
(E) 11.355
Jawaban: C
Dari 5 buah tiket yang dimiliki Anto, terdapat kemungkinan:
(1) 1 tiket menang dan 4 tiket kalah
\(\mathrm{C}_{1}^{3} \cdot \mathrm{C}_{4}^{17} = 7.140\)
(2) 2 tiket menang dan 3 tiket kalah
\(\mathrm{C}_{2}^{3} \cdot \mathrm{C}_{3}^{17} = 2.040\)
(3) 3 tiket menang dan 2 tiket kalah
\(\mathrm{C}_{3}^{3} \cdot \mathrm{C}_{2}^{17} = 136\)
Jadi banyaknya kemungkinan Anto akan mendapatkan hadiah adalah 7.140 + 2.040 + 136 = 9.316
Soal 06
Misalkan terdapat 10 cat dengan warna yang berbeda. Untuk mendapatkan warna baru, maka tiga cat dari warna yang berbeda dicampur dengan proporsi yang tetap. Dengan demikian banyak warna yang terbentuk adalah… warna
(A) 120
(B) 124
(C) 135
(D) 146
(E) 160
Jawaban: A
Untuk mencapatkan warna baru kita harus memilih tiga buah cat dengan warna berbeda dari 10 cat yang ada.
Banyak warna yang terbentuk = \(\mathrm{C}_{3}^{10} = 12\text{ warna}\)
Soal 07
Seseorang ingin membuat warna cat dengan mencampurkan 3 warna berbeda. Jika tersedia 10 warna termasuk hitam dan putih, banyaknya campuran warna yang terjadi jika mencampurkan cat hitam maka harus mencampurkan cat putih adalah…
(A) 78
(B) 82
(C) 86
(D) 90
(E) 92
Jawaban: E
Banyaknya campuran warna yang terjadi = mencampur 3 warna bebas − cat hitam dicampur tetapi cat putih tidak
Banyaknya campuran warna yang terjadi = \(\mathrm{C}_{3}^{10}\:-\:\mathrm{C}_{1}^{1}\cdot \mathrm{C}_{2}^{8}\)
Banyaknya campuran warna yang terjadi = 120 − 28
Banyaknya campuran warna yang terjadi = 92