排列组合公式
排列与组合都是计算“从n个元素中任取r个元素”的取法总数公式,其主要区别在于:如果不讲究取出元素间的次序,则用组合公式,否则用排列公式。而所谓讲究元素间的次序,可以从实际问题中得以辨别,例如两个人相互握手是不讲次序的;而两个人排队是讲次序的。
排列与组合公式的推导都基于如下两条计数原理:
(1)乘法原理(分步)
如果某件事需经k个步骤才能完成,做第一步有m1种方法,做第二步有m2种方法……做第k步有mk种方法,那么完成这件事共有m1m2mk种方法。
譬如,甲城到乙城有3条旅游线路,由乙城到丙城有2条旅游线路,那么从甲城经乙
城去丙城共有326条旅游线路。
(2)加法原理(分类)
如果某件事可由k类不同途径之一去完成,在第一类途径中有m1种完成方法,在第二类途径中有m2种完成方法……在第k类途径中有mk种完成方法,那么完成这件事共有
m1m2mk种方法。
譬如,由甲城到乙城去旅游有3类交通工具:汽车、火车和飞机。而汽车有5个班次,火车有3个班次,飞机有2个班次,那么从甲到乙共有53210个班次供旅游者选择。
计算公式:
(1)排列
从n个不同元素中任取r(rn)个元素排成一列(考虑元素先后出现次序),称此为一个排列,此种排列的总数记为
Pnr。
按乘法原理,取出的第一个元素有n种取法,取出的第二个元素有n1种取法……取出的第r个元素有nr1种取法,所以有
n!(nr)!
Pnrn(n1)(nr1) (
Anr)
nAnrAnn!PnPnn!rn若,责称为全排列,记为,全排列 ( )
例如:
432121
2A44(421)4A44321
例:把4个不同的球放入4个不同的盒子中,每个盒子放一个球,有多少种放法?
4A4答:4321
(2)重复排列
从n个不同元素中每次取出一个,放回后再取下一个,如此连续取r次所得的排列称为重复排列,此种重复排列数共有n个。
r(3)组合
从n个不同元素中任取r(rn)个元素并成一组(不考虑元素间的先后次序),称此
nrCr为一个组合,此种组合的总数记为或n。
Pnrn(n1)(nr1)n!Cr!r!r!(nr)!
rn
0Cn1!1与PS. 规定0
例如:
2C44321
例:孙佳在自助餐厅就餐,这只超级能吃的猪准备挑选三种肉类中的一类,四种蔬菜中的两种,以及四种点心中的一种。若不考虑食物的挑选次序,则他可以有多少种不同的选择方法?
答:
121C3C4C472
(4)重复组合
从n个不同元素中每次取出一个,放回后再取下一个,如此连续取r次所得的组合称为
nr1r个。 重复组合,此种重复组合总数为
PS. 这里的r允许大于n。