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略談基本計數原理和排列組合

大綱

1 基本計數原理

加法原理

乘法原理

2 排列

全排列

部分排列

圓排列

4 組合


基本計數原理

加法原理

分類相加

例:

Mr.bean有n1,n2,n3…nx種方法從倫敦到利物浦,則總方法數為sum{n1,n2,n3,……,nx}

乘法原理

分步相乘

例:

Mr.bean 從倫敦到利物浦要經過牛津,劍橋,諾丁漢,而且從倫敦到牛津有4種方法,牛津到劍橋有5種方法,劍橋到諾丁漢有10種方法,諾丁漢到利物浦有11種方法,

因此Mr.bean共有4$\times 5

5 \times 10 10 \times$11=2200種方法到達利物浦 可真為難他了


排列

將m個人中叫出n個人來排成一列,則共有 m (

m 1 ) ( m 2 ) .
. . . ( m n + 1 ) m*(m-1)*(m-2)....*(m-n+1) 種排列方式,若用 P m n P_{m}^{n} 來表示上述情況,則有

P m n P_{m}^{n} = m ! ( m n ) ! \frac{m!}{(m-n)!} (部分排列)

故可知, P m m P_{m}^{m} = m ! ( m m ) ! = m ! \frac{m!}{(m-m)!}=m! (全排列)

當然,若從m個人中叫出n個人來圍成一圈,並從任意一點將這個圈斷開變成不同的佇列,這種東西我們把他叫做圓排列,用 Q m n Q_{m}^{n} 來表示

這樣的話, Q m n Q_{m}^{n} = P m n n \frac{P_{m}^{n}}{n} = m ! ( m n ) ! n \frac{\frac{m!}{(m-n)!}}{n} = m ! n × ( m n ) ! \frac{m!}{n\times(m-n)!} (圓排列)

因為對於每個圈都可以從不同的點斷開擴充套件為n個不同的佇列 **

當然,由上可知, Q m m Q_{m}^{m} = P m m m \frac{P_{m}^{m}}{m} = m ! m \frac{m!}{m} = ( m 1 ) ! (m-1)!

組合

m個人中叫n個出來,不排隊湊成一團,不在乎順序,這叫組合,用 C m n C_{m}^{n} 表示

想想 C m n C_{m}^{n} 怎麼求?

若在人群中,ABC和ACB和BCA等都是一樣的,故對於 C m n C_{m}^{n} 中的每一種情況,都可以再擴充套件 n ! n! 倍(比如n=3,則對於 C m n C_{m}^{n} 中的ABC來說,就可以擴充套件為ABC,ABC,BCA,BAC,CBA,CAB六種,剛好是3!),即 C m n C_{m}^{n} P m n P_{m}^{n} 少了 n ! n! 倍!

因此, C m n C_{m}^{n} =$\frac{P_{m}^{n}}{n!}