排列 组合 定义 公式 原理
高中数学排列组合相关公式
排列组合公式排列定义从n个不同的元素中,取r个不重复的元素,按次序排列,称为从n个中取r个的无重排列。
排列的全体组成的集合用 P(n,r)表示。
排列的个数用P(n,r)表示。
当r=n时称为全排列。
一般不说可重即无重。
可重排列的相应记号为 P(n,r),P(n,r)。
组合定义从n个不同元素中取r个不重复的元素组成一个子集,而不考虑其元素的顺序,称为从n个中取r个的无重组合。
组合的全体组成的集合用C(n,r)表示,组合的个数用C(n,r)表示,对应于可重组合有记号C(n,r),C(n,r)。
一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
二、两个基本计数原理及应用(1)加法原理和分类计数法1.加法原理2.加法原理的集合形式3.分类的要求每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)(2)乘法原理和分步计数法1.乘法原理2.合理分步的要求任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同例1:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的六位数集合A为数字不重复的九位数的集合,S(A)=9!集合B为数字不重复的六位数的集合。
把集合A分为子集的集合,规则为前6位数相同的元素构成一个子集。
显然各子集没有共同元素。
每个子集元素的个数,等于剩余的3个数的全排列,即3!这时集合B的元素与A的子集存在一一对应关系,则S(A)=S(B)*3!S(B)=9!/3!这就是我们用以前的方法求出的P(9,6)例2:从编号为1-9的队员中选6人组成一个队,问有多少种选法?设不同选法构成的集合为C,集合B为数字不重复的六位数的集合。
高中数学排列组合相关公式
排列组合排列定义:从n 个不同的元素中,取r 个不重复的元素,按次序排列,称为从n 个中取r 个的无重排列。
排列的全体组成的集合用 P(n,r)表示。
组合定义:从n 个不同元素中取r 个不重复的元素组成一个子集,而不考虑其元素的顺序,称为从n 个中取r 个的无重组合。
组合的个数用C(n,r)表示。
一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
二、两个基本计数原理及应用1.分类计数原理(加法原理)完成一件事,有n 类办法,在第1类办法中有1m 种不同的方法,在第2类办法中有2m 种不同的方法,…,在第n 类办法中有n m 种不同12n N m m m =+++种不同的方法.2.分步计数原理(乘法原理)完成一件事,需要分成n 个步骤,做第1步有1m 种不同的方法,做第2步有2m 种不同的方法,…,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有:种不同的方法.3.分类计数原理分步计数原理区别 分类计数原理方法相互独立,任何一种方法都可以独立地完成这件事。
分步计数原理各步相互依存,每步中的方法完成事件的一个阶段,不能完成整个事件.解决排列组合综合性问题的一般过程如下: 1.认真审题弄清要做什么事2.怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还是分类,或是分步与分类同时进行,确定分多少步及多少类。
3.确定每一步或每一类是排列问题(有序)还是组合(无序)问题,元素总数是多少及取出多少个元素.4.解决排列组合综合性问题,往往类与步交叉,因此必须掌握一些常用的解题策略具体情况分析一.特殊元素和特殊位置优先策略例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,占了这两个位置.先排末位共有13C然后排首位共有14C最后排其它位置共有34A由分步计数原理得113434288C C A =练习题:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多少不同的种法?二.相邻元素捆绑策略例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法.443解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
排列、组合的概念和公式
排列、组合的概念和公式
一、排列的概念、公式
1. 概念
- 从n个不同元素中取出m(m≤ n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,记为A_{n}^m。
排列是指从给定的元素集合中按照一定的顺序选取若干个元素进行排列,元素的顺序是重要的。
例如从1、2、3这三个数字中选两个数字进行排列,12和21是不同的排列。
2. 公式
- A_{n}^m=(n!)/((n - m)!),其中n!=n×(n - 1)×(n - 2)×·s×2×1。
例如,计算A_{5}^3,n = 5,m=3,则A_{5}^3=(5!)/((5 - 3)!)=(5×4×3×2×1)/(2×1)=5×4×3 = 60。
二、组合的概念、公式
1. 概念
- 从n个不同元素中取出m(m≤ n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,记为C_{n}^m。
组合是指从给定的元素集合中选取若干个元素,不考虑元素的顺序。
例如从1、2、3这三个数字中选两个数字组成组合,{1,2}和{2,1}是相同的组合。
2. 公式
- C_{n}^m=(n!)/(m!(n - m)!)。
例如,计算C_{5}^3,n = 5,m = 3,则C_{5}^3=(5!)/(3!(5 - 3)!)=(5×4×3×2×1)/(3×2×1×2×1)=10。
排列与组合的概念与计算
排列与组合的概念与计算排列与组合是高中数学中重要的组合数学概念。
在现实生活中,我们经常会遇到需要计算某种排列或组合情况的问题,比如从一组元素中选取若干个进行组合或者按照特定的顺序进行排列等。
本文将介绍排列与组合的基本概念与计算方法,以及在实际问题中的应用。
一、排列与组合的基本概念1. 排列的概念:排列是指从一组元素中按照一定的顺序选取若干个元素进行排列。
对于一个有n个元素的集合,如果选取r个元素进行排列,那么排列的种类数可以表示为P(n, r)。
排列的计算公式为:P(n, r) = n! / (n-r)!2. 组合的概念:组合是指从一组元素中选取若干个元素进行组合,不考虑元素的顺序。
对于一个有n个元素的集合,如果选取r个元素进行组合,那么组合的种类数可以表示为C(n, r)。
组合的计算公式为:C(n, r) = n! / (r!(n-r)!)二、排列与组合的计算方法1. 排列的计算方法:对于排列问题,我们首先需要确定所选元素的个数和集合的大小,然后根据排列的计算公式进行计算。
以下是一些常见的排列问题的计算方法:(1) 全排列:即将集合中的所有元素按照不同的顺序进行排列。
全排列的种类数为n!,其中n为集合的大小。
(2) 循环排列:即将集合中的元素进行循环排列。
循环排列的种类数为(n-1)!。
(3) 选取部分元素进行排列:根据题目条件确定所选元素的个数和集合的大小,然后应用排列的计算公式进行计算。
2. 组合的计算方法:对于组合问题,我们需要确定所选元素的个数和集合的大小,然后根据组合的计算公式进行计算。
以下是一些常见的组合问题的计算方法:(1) 从n个元素中选取r个元素进行组合:根据组合的计算公式C(n, r)进行计算。
(2) 组合中包含特定元素的情况:根据题目条件确定所选元素中包含的特定元素个数和集合的大小,然后应用组合的计算公式进行计算。
三、排列与组合的应用举例排列与组合在现实问题中有广泛应用,以下是一些常见的应用举例:1. 抽奖问题:某抽奖活动有10位中奖者,从100个参与者中随机抽取10位中奖者,其中排列或组合方法都可以用来计算中奖的种类数。
排列组合公式总结大全(3篇)
第1篇在数学中,排列组合是研究有限集合中元素的不同排列和组合方式的一种数学分支。
它广泛应用于统计学、概率论、计算机科学、组合数学等领域。
以下是对排列组合中常用公式的总结,以供参考。
一、排列1. 排列的定义:从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个不同的元素,按照一定的顺序排成一列,称为从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
2. 排列数公式:A(n, m) = n! / (n-m)!其中,n!表示n的阶乘,即n! = n × (n-1) × (n-2) × ... × 2 × 1。
3. 排列的运算性质:(1)交换律:A(n, m) = A(n-m, n-m)(2)结合律:A(n, m) × A(m, k) = A(n, k)(3)逆运算:A(n, m) × A(m, n-m) = n!二、组合1. 组合的定义:从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个不同的元素,不考虑它们的顺序,这样的取法称为从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。
2. 组合数公式:C(n, m) = n! / [m! × (n-m)!]3. 组合的运算性质:(1)交换律:C(n, m) = C(n-m, n-m)(2)结合律:C(n, m) × C(m, k) = C(n, k)(3)逆运算:C(n, m) × C(m, n-m) = C(n, n)三、排列与组合的关系1. 排列与组合的关系:A(n, m) = C(n, m) × m!2. 排列与组合的区别:(1)排列考虑元素的顺序,组合不考虑元素的顺序。
(2)排列的运算性质与组合的运算性质不同。
四、排列组合的应用1. 排列组合在概率论中的应用:计算随机事件发生的概率。
2. 排列组合在计算机科学中的应用:设计算法、密码学、数据结构等。
3. 排列组合在统计学中的应用:抽样调查、数据分析等。
排列与组合定理和公式
排列与组合定理和公式定义: 1、从S中有序选取的r个元素称作S的⼀个r排列。
S的不同r排列总数记作P(n,r),r=n时,称为S的全排列。
2、从S中⽆序选取的r个元素称作S的⼀个r组合。
S的不同r组合总数记作C(n,r)。
推论 1、元素⼀次排成⼀个圆圈的排列称为环排列。
S的环排列数等于 P(n,r)/r,其实就是线性排列数的1/r。
推论 2、C(n,r)= C(n-1,r-1)+C(n-1,r)。
该公式就是杨辉三⾓形,也称作Pascal公式。
定义:设S={n1*a1,n2*a2,n3*a3,....,nk*ak}为多重集,n=n1+n2+...+nk表⽰S中的元素总数。
(1)从S中有序选取的r个元素称为S的⼀个r排列。
r=n的排列称为S的全排列。
(2)从S中⽆序选取的r个元素称为S的⼀个r组合。
定理:设S={n1*a1,n2*a2,n3*a3,....,nk*ak}为多重集(1)S的全排列数是n!/(n1! n2! n3!...nk!).(2)若r<=ni, i=1,2,3,...,k,那么S的 r 排列数是k^r。
(3)若r<=ni, i=1,2,3,..k,那么S的 r 组合数是C(k+r-1 , r).即T={R*1, (K-1)**},等于(k+r-1)!/(r! *(k-1)!).格路径数:定理:从(r,s)到(p,q)的矩形格路径的条数等于⼆项式系数C(p-r+q-s, p-r)=C(p-1+q-s, q-s).定理:令n为⾮负整数,则从(0,0)到(n,n)的下对⾓线矩形格路径的条数等于第n个Catalan数Cn=1/(n+1) *C(2n,n).定理:从(0,0)到(p,q)的下对⾓线矩形格路径的条数等于(q-p+1)/(q+1)*C(p+q。
q)。
前100个Catalan数:“1”“1”"2","5","14","42","132","429","1430","4862","16796","58786","208012","742900","2674440","9694845","35357670","129644790","477638700","1767263190","6564120420","24466267020","91482563640","343059613650","1289904147324","4861946401452","18367353072152","69533550916004","263747951750360","1002242216651368","3814986502092304","14544636039226909","55534064877048198","212336130412243110","812944042149730764","3116285494907301262","11959798385860453492","45950804324621742364","176733862787006701400","680425371729975800390","2622127042276492108820","10113918591637898134020", "39044429911904443959240", "150853479205085351660700", "583300119592996693088040", "2257117854077248073253720", "8740328711533173390046320", "33868773757191046886429490", "131327898242169365477991900", "509552245179617138054608572", "1978261657756160653623774456", "7684785670514316385230816156", "29869166945772625950142417512", "116157871455782434250553845880", "451959718027953471447609509424", "1759414616608818870992479875972", "6852456927844873497549658464312", "26700952856774851904245220912664", "104088460289122304033498318812080", "405944995127576985730643443367112", "1583850964596120042686772779038896", "6182127958584855650487080847216336", "24139737743045626825711458546273312", "94295850558771979787935384946380125", "368479169875816659479009042713546950", "1440418573150919668872489894243865350", "5632681584560312734993915705849145100", "22033725021956517463358552614056949950", "86218923998960285726185640663701108500", "337485502510215975556783793455058624700", "1321422108420282270489942177190229544600", "5175569924646105559418940193995065716350", "20276890389709399862928998568254641025700", "79463489365077377841208237632349268884500", "311496878311103321137536291518809134027240", "1221395654430378811828760722007962130791020", "4790408930363303911328386208394864461024520", "18793142726809884575211361279087545193250040", "73745243611532458459690151854647329239335600", "289450081175264899454283846029490767264392230", "1136359577947336271931632877004667456667613940", "4462290049988320482463241297506133183499654740", "17526585015616776834735140517915655636396234280", "68854441132780194707888052034668647142985206100", "270557451039395118028642463289168566420671280440", "1063353702922273835973036658043476458723103404520", "4180080073556524734514695828170907458428751314320", "16435314834665426797069144960762886143367590394940", "64633260585762914370496637486146181462681535261000", "254224158304000796523953440778841647086547372026600", "1000134600800354781929399250536541864362461089950800", "3935312233584004685417853572763349509774031680023800", "15487357822491889407128326963778343232013931127835600", "60960876535340415751462563580829648891969728907438000", "239993345518077005168915776623476723006280827488229600", "944973797977428207852605870454939596837230758234904050", "3721443204405954385563870541379246659709506697378694300", "14657929356129575437016877846657032761712954950899755100", "57743358069601357782187700608042856334020731624756611000", "227508830794229349661819540395688853956041682601541047340", "896519947090131496687170070074100632420837521538745909320"。
组合与排列的基本概念与计算方法
组合与排列的基本概念与计算方法组合与排列是数学中常见的概念和计算方法,广泛应用于各个领域,如概率统计、组合数学、计算机信息处理等。
在本文中,我们将介绍组合与排列的基本概念,并详细讲解它们的计算方法。
一、基本概念1. 组合组合是从给定的n个元素中取r个元素,不考虑其顺序的方式。
通常用C(n,r)表示,其中n为元素总数,r为需要取出的元素个数。
组合的计算公式为:C(n,r) = n!/[(n-r)!r!]2. 排列排列是从给定的n个元素中取r个元素,并考虑其顺序的方式。
通常用P(n,r)表示,其中n为元素总数,r为需要取出的元素个数。
排列的计算公式为:P(n,r) = n!/(n-r)!二、组合的计算方法组合是不考虑元素顺序的取法,我们可以用以下两种方法来计算组合数:1. 公式计算法根据组合的计算公式,我们可以直接计算出组合数。
例如,计算C(6,3) = 6!/[3!(6-3)!],即6*5*4/(3*2*1),最终结果为20。
2. 杨辉三角形法杨辉三角形是由1开始逐行构造的一种特殊的数字三角形。
对于组合数的计算,我们可以利用杨辉三角形来简化计算。
例如,当我们需要计算C(6,3)时,可以在杨辉三角形的第6行第3个数上找到结果,即20。
三、排列的计算方法排列是考虑元素顺序的取法,我们可以用以下两种方法来计算排列数:1. 公式计算法根据排列的计算公式,我们可以直接计算出排列数。
例如,计算P(6,3) = 6!/(6-3)!,即6*5*4,最终结果为120。
2. 递归计算法排列数还可以通过递归的方式来计算。
例如,需要计算n个元素的全排列,可以将问题分解为每次将第一个数字与剩余的n-1个元素进行排列,然后将第二个数字与剩余的n-2个元素进行排列,依次类推,直到最后一个数字与剩余的1个元素进行排列。
通过递归计算,我们可以得到全排列的结果。
综上所述,组合与排列是数学中常见的概念与计算方法。
组合是从给定元素中取出一定数量元素并不考虑其顺序,而排列是考虑元素顺序的取法。
排列与组合的区别技巧
排列与组合的区别技巧排列和组合是数学中常见的概念,用于计算一定范围内的排列或组合的个数。
尽管这两个概念听起来很相似,但实际上它们有着本质的区别。
在本文中,我们将探讨排列和组合的区别以及如何应用它们。
1. 排列和组合的定义排列是指从n个不同元素中取出m个元素进行排列,其排列数用P(n,m)表示,公式为:P(n,m) = n!/(n-m)!其中n!表示n的阶乘,即n × (n-1) × (n-2) × ... × 1。
P(5,3)就表示从5个元素中取3个元素的排列数,它的计算式为5!/(5-3)! = 5 × 4 × 3 = 60。
C(5,3)表示从5个元素中选出3个元素组成的集合数,它的计算式为5!/(3! × 2!) = 10。
AB AC BA BC CA CB这是因为“AB”和“BA”被视为两种不同的排列方式,因为它们的元素顺序不同。
排列相对于元素的顺序是敏感的。
应用排列与组合的场景非常广泛,例如在密码学、计算机科学、统计学、经济学等多个领域都有着重要的应用。
在密码学中,排列和组合被用于计算密码中可能的排列组合,以及在密码破解时破译密码。
在计算机科学中,排列和组合被用于计算算法的时间复杂度和空间复杂度,以及进行搜索和排序算法等操作。
在经济学中,排列和组合被用于计算市场需求和供应的排列组合,以及进行产业分析和商业决策等操作。
4. 总结与结论排列和组合是数学中常用的概念。
其最大的区别在于元素的顺序是否重要。
排列相对于元素的顺序是敏感的,而组合相对于元素的顺序是不敏感的。
我们可以应用排列和组合计算密码、算法复杂度、统计概率以及进行商业决策等多个领域。
在应用排列和组合时,我们需要根据不同情况选择适当的计算方式。
在实际应用中,我们需要了解排列和组合的特性,并选择适当的计算方式。
下面我们将深入探讨排列和组合的特性及其应用。
1. 排列的特性(1)重复元素:在排列的情况中,如果有重复的元素,其排列数可以用重复因子的方法进行计算。
排列的定义及其计算公式
排列的定义及其计算公式1排列有两种定义,但计算方法只有一种,凡是符合这两种定义的都用这种方法计算。
定义的前提条件是m≦n,m与n均为自然数。
①从n个不同元素中,任取m个元素按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
②从n个不同元素中,取出m个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数。
③用具体的例子来理解上面的定义:4种颜色按不同颜色,进行排列,有多少种排列方法,如果是6种颜色呢。
从6种颜色中取出4种进行排列呢。
解:A(4,4)=4x(4-1)x(4-2)x(4-3)x(4-4+1)=4x1x2x3x1=24。
A(6,6)=6x5x4x3x2x1=720。
A(6,4)=6!/(6-4)!=(6x5x4x3x2x1)/2=360。
2[计算公式]排列用符号A(n,m)表示,m≦n。
计算公式是:A(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)=n!/(n-m)!此外规定0!=1,n!表示n(n-1)(n-2) (1)例如:6!=6x5x4x3x2x1=720,4!=4x3x2x1=24。
组合的定义及其计算公式组合的定义有两种。
定义的前提条件是m≦n。
①从n个不同元素中,任取m个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。
②从n个不同元素中,取出m个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数。
③用例子来理解定义:从4种颜色中,取出2种颜色,能形成多少种组合。
解:C(4,2)=A(4,2)/2!={[4x(4-1)x(4-2)x(4-3)x(4-4+1)]/[2x(2-1)x(2-2+1)]}/[2x(2-1)x(2-2 +1)]=[(4x3x2x1)/2]/2=6。
1. 2[计算公式]组合用符号C(n,m)表示,m≦n。
公式是:C(n,m)=A(n,m)/m! 或C(n,m)=C(n,n-m)。
例如:C(5,2)=A(5,2)/[2!x(5-2)!]=(1x2x3x4x5)/[2x(1x2x3)]=10。
排列组合公式公式解释
排列组合公式公式解释
排列组合公式是用于计算排列和组合问题的一种数学公式。
排列是指从n个不同元素中取出m个进行排列的方法数,排列公式如下:
P(n,m) = n! / (n-m)!
其中n!表示n的阶乘,即n! = n * (n-1) * (n-2) * ... * 2 * 1。
组合是指从n个不同元素中取出m个进行组合的方法数,组合公式如下:
C(n,m) = n! / (m! * (n-m)!)
其中m!表示m的阶乘。
排列和组合的公式都基于阶乘的概念,通过计算阶乘来得到最终的结果。
排列和组合公式的应用范围很广,可以解决很多与选择和排列相关的问题,例如从一组人中选出若干个人担任不同的职务,从一组物品中选出若干个进行排序等。
组合排列的公式
组合排列的公式
组合排列的公式是指用来计算组合和排列的数学公式。
1. 组合的公式
组合是指从一组对象中选择一部分对象组成一个集合。
计算组合的公式是:
C(n, k) = n! / (k!(n-k)!)
其中,n表示总对象数,k表示选取对象的数量,n!表示n的
阶乘(即n的所有正整数的乘积),k!表示k的阶乘,(n-k)!
表示n-k的阶乘。
C(n, k)表示从n个对象中选取k个对象的组
合数。
2. 排列的公式
排列是指从一组对象中按照一定的顺序选择一部分对象组成一个集合。
计算排列的公式是:
P(n, k) = n! / (n-k)!
其中,n表示总对象数,k表示选取对象的数量,n!表示n的
阶乘(即n的所有正整数的乘积),(n-k)!表示n-k的阶乘。
P(n, k)表示从n个对象中选取k个对象的排列数。
需要注意的是,组合和排列的计算中都使用了阶乘的计算公式。
排列组合的计算方法
排列组合的计算方法排列组合是数学中的一个重要概念,它涉及到对一组元素进行不同方式的排列和组合。
在实际生活中,排列组合的概念经常被用于解决各种问题,比如在概率论、统计学、计算机科学等领域。
本文将介绍排列组合的基本概念和计算方法,帮助读者更好地理解和运用这一概念。
首先,我们来了解一下排列的概念。
排列是指从给定的元素中取出一部分进行排列,要求每个元素只能出现一次,而且顺序是重要的。
在数学上,排列的计算公式为P(n, m) = n! / (n-m)!,其中n表示总的元素个数,m表示取出的元素个数,n!表示n的阶乘。
举个例子,如果有5个元素,要取出3个进行排列,那么排列的总数就是P(5, 3) = 5! / (5-3)! = 60。
接下来,我们来了解一下组合的概念。
组合是指从给定的元素中取出一部分进行组合,要求每个元素只能出现一次,而且顺序不重要。
在数学上,组合的计算公式为C(n, m) = n! / (m! (n-m)!),其中n表示总的元素个数,m表示取出的元素个数,n!表示n的阶乘。
举个例子,如果有5个元素,要取出3个进行组合,那么组合的总数就是C(5, 3) = 5! / (3! (5-3)!) = 10。
在实际问题中,排列组合经常被用于解决各种问题。
比如在概率论中,我们需要计算某个事件发生的可能性,就可以利用排列组合的方法来进行计算。
在统计学中,我们需要对样本进行排列组合,来得到不同的排列组合情况。
在计算机科学中,排列组合的概念经常被用于算法设计和优化。
总之,排列组合是数学中的重要概念,它涉及到对一组元素进行不同方式的排列和组合。
通过本文的介绍,相信读者对排列组合的基本概念和计算方法有了更清晰的理解,能够更好地运用这一概念解决实际问题。
希望本文能够帮助读者更好地掌握排列组合的知识,为进一步学习和应用打下坚实的基础。
排列组合的基本理论和公式
排列组合的基本理论和公式排列与元素的顺序有关,组合与顺序无关.如231与213是两个排列,2+3+1的和与2+1+3的和是一个组合.(一)两个基本原理是排列和组合的基础(1)加法原理:做一件事,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,……,在第n类办法中有mn 种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+m3+…+mn种不同方法.(2)乘法原理:做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,……,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1×m2×m3×…×mn种不同的方法.这里要注意区分两个原理,要做一件事,完成它若是有n类办法,是分类问题,第一类中的方法都是独立的,因此用加法原理;做一件事,需要分n个步骤,步与步之间是连续的,只有将分成的若干个互相联系的步骤,依次相继完成,这件事才算完成,因此用乘法原理.这样完成一件事的分“类”和“步”是有本质区别的,因此也将两个原理区分开来.(二)排列和排列数(1)排列:从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.从排列的意义可知,如果两个排列相同,不仅这两个排列的元素必须完全相同,而且排列的顺序必须完全相同,这就告诉了我们如何判断两个排列是否相同的方法.(2)排列数公式:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列当m=n时,为全排列Pnn=n(n-1)(n-2)…3·2·1=n!(三)组合和组合数(1)组合:从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从 n个不同元素中取出m个元素的一个组合.从组合的定义知,如果两个组合中的元素完全相同,不管元素的顺序如何,都是相同的组合;只有当两个组合中的元素不完全相同时,才是不同的组合.(2)组合数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个这里要注意排列和组合的区别和联系,从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素,“按照一定的顺序排成一列”与“不管怎样的顺序并成一组”这是有本质区别的.一、排列组合部分是中学数学中的难点之一原因在于(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
高中数学排列组合相关公式
排列组合公式排列定义从 n 个不同的元素中,取 r 个不重复的元素,按次序排列,称为从n 个中取 r 个的无重排列。
排列的全体组成的集合用 P(n,r) 表示。
排列的个数用P(n,r) 表示。
当 r=n 时称为全排列。
一般不说可重即无重。
可重排列的相应记号为P(n,r),P(n,r) 。
组合定义从 n 个不同元素中取 r 个不重复的元素组成一个子集,而不考虑其元素的顺序,称为从 n 个中取 r 个的无重组合。
组合的全体组成的集合用 C(n,r) 表示,组合的个数用 C(n,r) 表示,对应于可重组合有记号 C(n,r),C(n,r)。
一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词 ( 特别是逻辑关联词和量词 ) 准确理解;(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
二、两个基本计数原理及应用(1)加法原理和分类计数法1.加法原理2.加法原理的集合形式3.分类的要求每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同 ( 即分类不重 ) ;完成此任务的任何一种方法,都属于某一类 ( 即分类不漏 )(2)乘法原理和分步计数法1.乘法原理2.合理分步的要求任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这 n 步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同例 1:用 1、 2、 3、4、5、6、7、8、9 组成数字不重复的六位数集合 A 为数字不重复的九位数的集合, S( A) =9!集合 B 为数字不重复的六位数的集合。
把集合 A 分为子集的集合,规则为前 6 位数相同的元素构成一个子集。
高中数学知识点:排列组合
排列组合
一、排列
1. 定义
(1)从n个不同元素中取出m个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一排列。
(2)从n个不同元素中取出m个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,记为Amn。
2. 排列数的公式与性质
排列数的公式:Amn=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)
特例:当m=n时,Amn=n!=n(n-1)(n-2) (321)
规定:0!=1
二、组合
1. 定义
(1)从n个不同元素中取出m个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m 个元素的一个组合。
(2)从n个不同元素中取出m个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号Cmn表示。
2. 比较与鉴别
由排列与组合的定义知,获得一个排列需要“取出元素”和“对取出元素按一定顺序排成一列”两个过程,而获得一个组合只需要“取出元素”,不管怎样的顺序并成一组这一个步骤。
排列与组合的区别在于组合仅与选取的元素有关,而排列不仅与选取的元素有关,而且还与取出元素的顺序有关。
因此,所给问题是否与取出元素的顺序有关,是判断这一问题是排列问题还是组合问题的理论依据。
排列组合公式排列组合计算公式
排列组合公式排列组合计算公式在我们的日常生活和学习中,经常会遇到需要计算可能性数量的情况,比如抽奖的中奖概率、体育比赛的对阵安排等等。
这时候,排列组合公式和计算公式就派上用场了。
首先,咱们来聊聊什么是排列。
排列指的是从给定的元素集合中,按照一定的顺序选取若干个元素进行排列。
比如说,从数字 1、2、3中选取两个数字进行排列,那么可能的情况有 12、21、13、31、23、32 这六种。
排列的计算公式是:A(n, m) = n! /(n m)!这里的“!”表示阶乘,比如 5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 。
在这个公式中,n 表示总元素的数量,m 表示选取的元素数量。
举个例子,从 5 个不同的元素中选取 3 个进行排列,那么排列的数量就是 A(5, 3) = 5! /(5 3)!= 5 × 4 × 3 = 60 种。
接下来,咱们再说说组合。
组合则是从给定的元素集合中,选取若干个元素,不考虑它们的顺序。
比如说,从数字 1、2、3 中选取两个数字的组合,就只有 12、13、23 这三种情况。
组合的计算公式是:C(n, m) = n! / m! ×(n m)!同样,n 表示总元素的数量,m 表示选取的元素数量。
比如说,从 6 个不同的元素中选取 4 个元素的组合数量,就是 C(6, 4) = 6! /(4! ×(6 4)!)= 15 种。
为了更好地理解排列组合的概念和公式,咱们来做几道实际的题目。
假设一个班级有 10 名学生,要选出 3 名学生参加比赛。
如果是排列,那么这 3 名学生的出场顺序是有讲究的,可能的排列数就是 A(10, 3) = 10! /(10 3)!= 720 种。
但如果只是组合,也就是不考虑这 3 名学生的出场顺序,那么组合数就是 C(10, 3) = 10! / 3! ×(10 3)!= 120 种。
数列的排列组合算法
数列的排列组合算法数列是数学中的一种基础概念,是由一组按照一定规律排列的数字所组成的序列。
在组合数学中,数列的排列组合算法是非常重要的内容,在此对其进行详细介绍。
一、排列的定义在数学中,排列是指从n个不同元素中,按照一定的规则和次序,取出m(1≤m≤n)个不同的元素,按照一定顺序成为一列的过程。
其排列数表示为 A(n,m)或 Pn^m。
排列根据规则和条件的不同分为两种:有重复的排列和没有重复的排列。
有重复的排列,指可重复地从n个元素中取出m个元素,且每一个元素可以重复的情况,其排列数为n^m。
没有重复的排列,指不可重复地从n个元素中取出m个元素的情况,其排列数为A(n,m)= n × (n –1) × (n –2) × … × (n – m + 1)。
二、组合的定义其组合数表示为C(n,m)或表示为n!/m!(n-m)!。
组合不考虑元素出现的顺序,只考虑元素是否存在,因此不同于排列。
三、排列组合的基础原理根据概率论的基本原理,n件事同时进行,有m种相互独立的结果,第1件有n1种可能,第2件有n2种可能……则这n件事共有n1 x n2 x ......nx nm种不同的结果。
由此可以推得排列和组合的公式:有重复排列数式: n^m没有重复排列数式:A(n, m) = n! / (n - m)!四、排列组合的应用排列组合是组合数学的基础,其应用涉及到概率论,统计学、计算机等多个领域。
在实际应用中,排列组合可以用来解决很多问题,如在全排列问题中,我们可以求出n个元素全排列的个数,从而在现实中应用于各种组合问题的求解。
再比如,在计算机科学中,扑克牌随机发放时,可以先进行全排列,从而确定所有可能的发牌方案。
总之,排列组合是非常重要的数学概念,其应用范围非常广泛,不仅在科学和工程领域有着广泛的应用,而且在日常生活中也非常常见。
熟练掌握排列组合的理论和技巧,将会在计算和分析问题时提高我们的有效性和准确性,为我们带来更多的实际价值。
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排列组合公式
久了不用竟然忘了
排列定义从n个不同的元素中,取r个不重复的元素,按次序排列,称为从n个中取r个的无重排列。
排列的全体组成的集合用 P(n,r)表示。
排列的个数用P(n,r)表示。
当r=n时称为全排列。
一般不说可重即无重。
可重排列的相应记号为 P(n,r),P(n,r)。
组合定义从n个不同元素中取r个不重复的元素组成一个子集,而不考虑其元素的顺序,称为从n个中取r个的无重组合。
组合的全体组成的集合用C(n,r)表示,组合的个数用C(n,r)表示,对应于可重组合
有记号C(n,r),C(n,r)。
一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于
(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;
(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;
(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;
(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
二、两个基本计数原理及应用
(1)加法原理和分类计数法
1.加法原理
2.加法原理的集合形式
3.分类的要求
每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)
(2)乘法原理和分步计数法
1.乘法原理
2.合理分步的要求
任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同
例1:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的六位数
集合A为数字不重复的九位数的集合,S(A)=9!
集合B为数字不重复的六位数的集合。
把集合A分为子集的集合,规则为前6位数相同的元素构成一个子集。
显然各子集没有共同元素。
每个子集元素的个数,等于剩余的3个数的全排列,即3!
这时集合B的元素与A的子集存在一一对应关系,则
S(A)=S(B)*3!
S(B)=9!/3!
这就是我们用以前的方法求出的P(9,6)
例2:从编号为1-9的队员中选6人组成一个队,问有多少种选法?
设不同选法构成的集合为C,集合B为数字不重复的六位数的集合。
把集合B分为子集的集合,规则为全部由相同数字组成的数组成一个子集,则每个子集都是某6个数的全排列,即每个子集有6!个元素。
这时集合C的元素与B的子集存在一一对应关系,则
S(B)=S(C)*6!
S(C)=9!/3!/6!
这就是我们用以前的方法求出的C(9,6)
以上都是简单的例子,似乎不用弄得这么复杂。
但是集合的观念才是排列组合公式的来源,也是对公式更深刻的认识。
大家可能没有意识到,在我们平时数物品的数量时,说1,2,3,4,5,一共有5个,这时我们就是在把物品的集合与集合(1,2,3,4,5)建立一一对应的关系,正是因为物品数量与集合(1, 2,3,4,5)的元素个数相等,所以我们才说物品共有5个。
我写这篇文章的目的是把这些潜在的思路变得清晰,从而能用它解决更复杂的问题。
例3:9个人坐成一圈,问不同坐法有多少种?
9个人排成一排,不同排法有9!种,对应集合为前面的集合A
9个人坐成一圈的不同之处在于,没有起点和终点之分。
设集合D为坐成一圈的坐法的集合。
以任何人为起点,把圈展开成直线,在集合A中都对应不同元素,但在集合D中相当于同一种坐法,所以集合D中每个元素对应集合A中9个元素,所以S(D)=9!/9
我在另一篇帖子中说的方法是先固定一个人,再排其他人,结果为8!。
这个方法实际上是找到了一种集合A与集合D之间的对应关系。
用集合的思路解决问题的关键就是寻找集合之间的对应关系,使一个集合的子集与另一个集合的元素形成一一对应的关系。
例4:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的九位数,但要求1排在2前面,求符合要求的九位数的个数。
集合A为9个数的全排列,把集合A分为两个集合B、C,集合B中1排在2前面,集合C中1排在2后面。
则S(B)+S(C)=S(A)
在集合B、C之间建立以下对应关系:集合B中任一元素1和2位置对调形成的数字,对应集合C中相同数字。
则这个对应关系为一一对应。
因此S(B)=S(C)=9!/2
以同样的思路可解出下题:
从1、2、3…,9这九个数中选出3个不同的数作为函数y=ax*x+bx+c的系数,且要求a>b>c,问这样的函数共有多少个?
例5:M个球装入N个盒子的不同装法,盒子按顺序排列。
这题我们已经讨论过了,我再用更形象的方法说说。
假设我们把M个球用细线连成一排,再用N-1把刀去砍断细线,就可以把M个球按顺序分为N组。
则M个球装入N个盒子的每一种装法都对应一种砍线的方法。
而砍线的方法等于M个球与N-1把刀的排列方式(如两把刀排在一起,就表示相应的盒子里球数为0)。
所以方法总数为C(M+N-1,N-1)
例6:7人坐成一排照像, 其中甲、乙、丙三人的顺序不能改变且不相邻, 则共有________排法.
解:甲、乙、丙三人把其他四人分为四部分,设四部分人数分别为X1,X2,X3,X4,其中X1,X4》=0,X2,X3》0
先把其余4人看作一样,则不同排法为方程
X1+X2+X3+X4=4的解的个数,令X2=Y2+1,X3=Y3+1
化为求X1+Y2+Y3+X4=2的非负整数解的个数,这与把2个球装入4个盒子的方法一一对应,个数为C(5,3)=10
由于其余四人是不同的人,所以以上每种排法都对应4个人的全排列4!,所以不同排法共有C(5,3)*4!=240种。