8. Combinaciones con repetición

Supongamos que un amigo nos invita a merendar a su casa. Como a las seis personas que estaremos en la merienda nos gustan los pasteles, quiero llevar media docena que compraré en la pastelería de la esquina. Al entrar en el establecimiento, la oferta es impresionante. Hay mucha variedad, piononos de Rute, piononos de Santa fé, milhojas, brazo de gitano, bizcotelas, borrachos, etc. En total la oferta es de 20 variedades de pasteles diferentes. ¿De cuántas formas puedo hacer mi compra?
Analizando un poco el problema, en realidad no importa el orden en que aparezcan los pastelitos en mi bandeja. Observamos también que pueden repetirse pasteles, incluso se podría comprar una bandeja de seis dulces iguales. Estamos por tanto ante una combinación, (no importa el orden) y con posibilidad de repetición. Estamos ante una combinación con repetición de 20 elementos tomados de 6 en 6. CR,20,6.

Elección de pasteles


Denominamos combinaciones con repetición de n elementos tomados de m en m,  (ninguna limitación con respecto a n y m), a las distintas agrupaciones de m elementos elegidos de entre los n de manera que:
  • En cada grupo entren m elementos repetidos o no
  • Dos grupos son distintos si difieren en algún elemento.

El número de combinaciones ordinarias de m elementos tomados de m en m ,lo denotaremos CRn,m y se calcula:


Fórmula de combinaciones con repetición

Para explicar la fórmula anterior vamos a desarrollar un método de codificación que nos ayude sobre un ejemplo concreto y que sea un poco más fácil que el de al principio.
Supongamos que en un restaurante se ofrecen cuatro posibilidades de menús; digamos A, B, C y D. Si un grupo de 6 amigos decide hacer un pedido, calculemos todos los casos distintos que podrían realizarse. Desde el punto de vista combinatorio, estamos ante combinaciones con repetición de cuatro elementos tomados de seis en seis.
En primer lugar utilizamos tres líneas (rayas) para separar las cuatro posibles opciones de los distintos menús. También utilizaremos el símbolo(.) (punto) para significar el pedido de cada persona. De esta forma, el pedido de por ejemplo cuatro menús A y dos menús B lo codificaríamos:


Codificación 4 menús  A  y 2  menús B

Es decir el código del pedido sería:
Código 4 A y 2 B

Si por ejemplo quisiéramos codificar el pedido de seis menús D su codificación sería la siguiente:

Ejemplo de codificación

La posición inversa también se manifiesta asequible, es decir, descifrar cualquier código que se confeccione con tres rayas y seis puntos como un determinado y único pedido también sería sencillo. Por ejemplo si queremos descifrar el código ..|..||.. ,lo podríamos interpretar como dos menús A, dos menús B, ningún menú C y dos menús D. Veamos algún ejemplo más de codificación:

Ejemplos de descodificación

Se ha establecido por tanto una correspondencia biunívoca entre las combinaciones con repetición de cuatro elementos tomados de seis en seis y las distintas agrupaciones de seis puntos y tres rayas; esto es, las permutaciones con repetición de 9 elementos donde uno se repite tres veces y otro seis. A su vez cada agrupación de dichos los seis puntos se pueden ir situando en las distintas posiciones siendo indiferente el orden (ya que los puntos son indistinguibles), podría ser considerada como una combinación de 9 elementos tomados de 6 en 6.

Ejemplo resuelto

En la siguiente escena puedes practicar con ejemplos de formación de algunas combinaciones con repetición.

Escena desarrollada por Juan Jesús Cañas Escamilla(RED Descartes)