Для решения данной задачи мы будем использовать комбинаторный подход. Давайте разберёмся по шагам.
Общее количество способов расставить 8 человек (4 мальчика и 4 девочки) в шеренгу: Используем формулу для перестановок. Общее количество способов расставить 8 человек (4 мальчика + 4 девочки) равно \( 8! \) (факториал числа 8):
\[ 8! = 40320 \]
Количество способов, когда среди первых четырёх человек нет девочек: Если среди первых четырёх человек нет девочек, значит, все четыре позиции занимают мальчики. У нас есть 4 мальчика, и мы можем выбрать 4 из них и расставить их как угодно:
\[ 4! = 24 \]
После того как первые четыре человека заняты мальчиками, остаётся 4 девочки, которых можно расставить на оставшихся четырёх позициях (пятый, шестой, седьмой и восьмой):
\[ 4! = 24 \]
Таким образом, количество способов расставить 4 мальчиков на первых четырёх позициях и 4 девочек на оставшихся 4 позициях будет:
\[ 4! \times 4! = 24 \times 24 = 576 \]
Теперь мы можем найти количество способов, когда среди первых четырёх человек хотя бы одна девочка: Для этого вычтем количество случаев, когда среди первых четырёх человек нет девочек, из общего количества способов расстановки:
\[ N = 8! - (4! \times 4!) = 40320 - 576 = 39744 \]
Таким образом, количество способов выстроить в шеренгу четырёх мальчиков и четырёх девочек так, чтобы среди первых четырёх человек была хотя бы одна девочка, равно 39744.