排列组合公式

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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1m 种方法,做第二步有2m 种方法……做第k 步有k m 种方法,那么完成这件事共有k m m m ⨯⨯ 21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623=⨯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1m 种完成方法,在第二类途径中有2m 种完成方法……在第k 类途径中有k m 种完成方法,那么完成这件事共有k m m m ++ 21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10235=++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 (n r ≤)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r n P 。

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1-n 种取法……取出的第r 个元素有1+-r n 种取法,所以有

r n n !r n n n P r
n )()1()1(-=
+-⨯⨯-⨯= (r n A )
若n r =,责称为全排列,记为n P ,全排列n !P n = (r n A n !A n n =)
例如:1
21
234)124(424⨯⨯⨯⨯=
+-⨯=A
12344
4⨯⨯⨯=A
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? 答:123444⨯⨯⨯=A
(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r n 个。

(3)组合
从n 个不同元素中任取r (n r ≤)个元素并成一组(不考虑元素间的先后次序),
称此为一个组合,此种组合的总数记为⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛r n 或r
n C 。


r n r !n !
r !
r n n n r !
P C
r
n
r
n
)()
1()1(-=
+--=
=
PS. 规定10=!与10=n C 例如:1
23424⨯⨯=
C
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:721
42413
=⨯⨯C C C (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 次所得的组合称为重复组合,此种重复组合总数为⎪⎪⎭

⎝⎛-+r r n 1个。

PS. 这里的r 允许大于n 。