排列组合 公式推导
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排列与组合公式计算公式
排列公式:
P(n,k)=(n−k)!n!
其中,n是总的元素数量,k是要选择的元素数量,! 表示阶乘。
组合公式:
C(n,k)=k!(n−k)!n!
其中,n 是总的元素数量,k 是要选择的元素数量,! 表示阶乘。
这两个公式都是组合数学中的基本公式,用于计算排列和组合的数量。
排列和组合是组合数学中的两个基本概念,它们有以下不同:
1.定义不同:排列是从n个不同的元素中取出r个元素(0≤r≤n),按照一定的顺序
排成一列,组合则是从n个不同的元素中取出r个元素(0≤r≤n),不考虑顺序。
2.计算公式不同:排列的计算公式为P(n,k)=(n−k)!n!,组合的计算公式为
C(n,k)=k!(n−k)!n!。
3.符号表示不同:排列符号为P(n,k),组合符号为C(n,k)。
综上所述,排列和组合的区别主要表现在定义、计算公式和符号表示等方面。
排列组合公式总结(一)前言•引入排列组合的概念•说明排列组合在数学和实际生活中的重要性正文什么是排列组合公式•排列公式用于计算从n个元素中选取r个元素进行排列的方式数目•组合公式用于计算从n个元素中选取r个元素进行组合的方式数目排列公式•全排列公式:P(n) = n!•部分排列公式:P(n, r) = n! / (n-r)!组合公式•组合公式:C(n, r) = n! / (r! * (n-r)!)应用场景•在计算机科学中,排列组合公式常用于算法设计和分析•在统计学中,排列组合公式用于计算可能性和概率•在实际生活中,排列组合公式可以用于解决组队、选课、排座位等问题注意事项•在使用排列组合公式时,需注意边界情况,如n为负数或0时的处理•在计算大数阶乘时,需要使用算法优化,如利用递推关系或Stirling公式结尾•总结排列组合公式的重要性和应用场景•强调灵活运用公式的能力对于解决实际问题的重要性•鼓励读者在日常生活和学习中运用排列组合公式,提高问题解决能力以上便是关于排列组合公式的相关总结。
排列组合公式是数学中的基础知识,对于解决实际问题和算法设计具有重要意义。
通过学习和灵活运用排列组合公式,我们能够更好地理解数学和应用数学解决实际问题的能力。
希望通过本文的介绍,读者对排列组合公式有更深入的了解,并能在实际生活中使用它们。
前言•引入排列组合的概念•说明排列组合在数学和实际生活中的重要性正文什么是排列组合公式•排列公式用于计算从n个元素中选取r个元素进行排列的方式数目•组合公式用于计算从n个元素中选取r个元素进行组合的方式数目排列公式全排列公式全排列公式用于计算在给定的n个元素中,选取并按照一定顺序排列r个元素的方式数目。
全排列公式:P(n) = n!部分排列公式部分排列公式用于计算在给定的n个元素中,选取并按照一定顺序排列r个元素的方式数目。
部分排列公式:P(n, r) = n! / (n-r)!组合公式组合公式用于计算在给定的n个元素中,选取r个元素进行组合的方式数目。
排列组合的运算法则
排列组合的运算法则是指通过计算排列或组合的计算公式和规则来求解问题。
其中,排列是指从一组元素中,选取出若干个元素按照一定的顺序排列,而组合是指从一组元素中,选取出若干个元素不考虑顺序。
以下是常见的排列组合运算法则:
1. 排列:
- 有放回排列:如果元素可重复使用,且每个元素在每个位
置上都有可能出现,那么排列数为元素个数的指数幂,即An
= n^r。
- 无放回排列:如果元素不可重复使用,那么排列数为元素
个数的阶乘除以剩余位置数的阶乘,即An = n!/(n-r)!。
2. 组合:
- 有放回组合:如果元素可重复使用,且不考虑元素的顺序,那么组合数为元素个数的组合数,即C(n+r-1, r)。
- 无放回组合:如果元素不可重复使用,且不考虑元素的顺序,那么组合数为元素个数的阶乘除以选取的元素的阶乘乘以剩余位置的阶乘,即C(n, r) = n!/r!(n-r)!。
通过排列组合的运算法则,可以求解各种问题,如排列组合问题、概率问题、形成小组等问题。
排列组合规律公式排列组合是高中数学中的重要内容,也是生活中经常使用到的知识点。
排列组合涉及许多规律和公式,下面就是一些排列组合的规律公式。
一、排列规律公式排列就是从一些元素中选择若干个进行排列,排列的个数可以用下面的公式表示:A(n,m) = n! / (n-m)!其中,n表示有n个元素,m表示选择m个进行排列,!表示阶乘。
例如,一个班级有20个学生,从中选出5个进行比赛,那么这5个学生的排列方式的总数就是A(20,5) = 20! / (20-5)! = 20*19*18*17*16 = 15,504,000。
二、组合规律公式组合是从一些元素中选择若干个进行组合,组合的个数可以用下面的公式表示:C(n,m) = n! / (m! * (n-m)!)其中,n表示有n个元素,m表示选择m个进行组合,!表示阶乘。
例如,一个班级有20个学生,从中选出5个进行小组合作,那么这5个学生的组合方式的总数就是C(20,5) = 20! / (5! * (20-5)!) =15,504,000 / 120 = 155,04。
三、重复组合规律公式重复组合是从一些元素中选择若干个进行组合,同一个元素可以选多次,组合的个数可以用下面的公式表示:H(n,m) = C(n+m-1,m) = (n+m-1)! / (m! * (n-1)!)例如,一个班级有20个学生,从中选出5个进行班委投票,同一个学生可以被选多次,那么这5个学生的组合方式的总数就是H(20,5) =C(20+5-1,5) = 24,015。
四、二项式定理二项式定理是排列组合中的一个重要定理,它可以用下面的公式表示:(a+b)^n = ∑C(n,k) * a^(n-k) * b^k其中,a和b是实数,n是自然数,C(n,k)表示从n个元素中选择k个进行组合。
例如,计算(1+x)^6,就可以使用二项式定理进行展开:(1+x)^6 = C(6,0) * 1^6 * x^0 + C(6,1) * 1^5 * x^1 + C(6,2) * 1^4 * x^2 + C(6,3) * 1^3 * x^3 + C(6,4) * 1^2 * x^4 + C(6,5) * 1^1 * x^5 + C(6,6) * 1^0 * x^6= 1 + 6x + 15x^2 + 20x^3 + 15x^4 + 6x^5 + x^6综上所述,排列组合涉及许多规律和公式,上面就是一些常用的规律公式,希望能对学习排列组合有所帮助。
1公吨=1t=1000kg密度单位g/cm3Proe密度单位公吨/mm31公吨/mm3=1000kg/(cm3×10-3)=109g/cm31g/cm3=10-9公吨/mm3排列和组合基本公式的推导,定义在本节中,笔者将介绍「排列」(Permutation)和「组合」(Combination)的基本概念和两个基本公式。
请注意「点算组合学」中的很多概念都可以从不同角度解释为日常生活中的不同事例,因此笔者亦会引导读者从不同角度理解「排列」和「组合」的意义。
先从「排列」开始。
「排列」的最直观意义,就是给定n个「可区别」(Distinguishable,亦作「相异」)的物件,现把这n个物件的全部或部分排次序,「排列」问题就是求不同排列方式的总数。
为了区别这些物件,我们可不妨给每个物件一个编号:1、2 ... n,因此「排列」问题实际等同於求把数字1、2 ... n的全部或部分排次序的方式总数。
「排列」问题可分为「全排列」和「部分排列」两种,当我们把给定的n个数字1 、2 ... n全部排次序,求有多少种排法时,就是「全排列」问题。
我们可以把排序过程分解为n 个程序:第一个程序决定排於第一位的数字,第二个程序决定排於第二位的数字...第n个程序决定排於第n位的数字。
在进行第一个程序时,有n个数字可供选择,因此有n种选法。
在进行第二个程序时,由於在前一程序已选定了一个数字,现在可供选择的数字只剩下n-1个,因此有n-1种选法。
在进行第三个程序时,由於在前一程序已选定了一个数字,现在可供选择的数字只剩下n-2个,因此有n-2种选法。
如是者直至第n个程序,这时可供选择的数字只剩下1个,因此只有1种选择。
由於以上各程序是「各自独立」的,我们可以运用「乘法原理」求得答案为n×(n-1)×(n-2)×...2×1。
在数学上把上式简记为n!,读作「n阶乘」(n-factorial)。
排列组合公式排列组合计算公式排列组合是数学中的一种计算方法,用于计算元素的排列和组合的数量。
在排列组合中,排列是指从一组元素中选择并排列若干个元素,组合则是从一组元素中选择若干个元素的方式。
为了方便计算,人们发展出了排列组合的计算公式,可以简化计算过程。
一、排列的计算公式排列是指从一组元素中选择若干个元素并按照一定顺序排列的方法。
计算排列的数量可以使用排列公式来求解。
排列公式:P(n, r) = n! / (n-r)!其中,n表示总的元素个数,r表示选取的元素个数,!表示阶乘运算,即将一个数连乘到1。
例如,从5个人中选取2个人的排列数量可以通过排列公式计算:P(5, 2) = 5! / (5-2)! = 5! / 3! = (5*4*3*2*1) / (3*2*1) = 20所以,从5个人中选取2个人的排列数量为20。
二、组合的计算公式组合是指从一组元素中选择若干个元素的方法,不考虑元素的顺序。
计算组合的数量可以使用组合公式来求解。
组合公式:C(n, r) = n! / (r! * (n-r)!)其中,n表示总的元素个数,r表示选取的元素个数,!表示阶乘运算,即将一个数连乘到1。
例如,从5个人中选取2个人的组合数量可以通过组合公式计算:C(5, 2) = 5! / (2! * (5-2)!) = 5! / (2! * 3!) = (5*4*3*2*1) / ((2*1) *(3*2*1)) = 10所以,从5个人中选取2个人的组合数量为10。
三、应用举例1. 应用排列组合计算公式,可以解决赛事抽签问题。
比如有6个队伍进行比赛,每个队伍的抽签号码为1到6,那么可以计算出所有可能的抽签结果的数量为:P(6, 6) = 6! / (6-6)! = 6! = (6*5*4*3*2*1) = 7202. 应用排列组合计算公式,可以解决密码锁问题。
比如一个密码锁有10个数字按键,密码由3个数字组成,那么可以计算出所有可能的密码数量为:C(10, 3) = 10! / (3! * (10-3)!) = 10! / (3! * 7!) =(10*9*8*7*6*5*4*3*2*1) / ((3*2*1) * (7*6*5*4*3*2*1)) = 120以上就是排列组合的计算公式及其应用举例。
排列组合问题公式
排列组合问题公式主要包括排列数和组合数的计算公式。
1.排列数的计算公式:从n个中取m个排一下,有n(n-1)(n-2)……
(n-m+1)种,即n(n-1)(n-2)……(n-m+1)= n!/(n-m)!。
其中,n!表示n的阶乘,即n!= n (n-1)(n-2)* … * 2 * 1。
2.组合数的计算公式:从n个中取m个,相当于不排,就是n(n-1)(n-
2)……(n-m+1)/m!= n!/ [(n-m)! m!]。
此外,还有以下公式用于处理特定类型的排列组合问题:
1.从n个元素中取出m个元素的循环排列数=A(n,m)/m=n!/m(n-
m)!。
2.n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,nk这n个元素的全排
列数为n!/(n1!× n2!× nk!)。
3.k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为C(m+k-1,
m)。
这些公式可以帮助解决各种排列组合问题。
需要注意的是,排列数和组合数公式的使用取决于具体的问题类型和要求。
在选择和使用公式时,应确保理解其含义和适用范围。
排列组合公式高中
排列组合是数学中的一种计数方法,用于确定从给定的元素集合中选取若干个元素进行排列或组合的方式数。
1. 排列公式:
排列是指从一组元素中选取若干个元素进行排列的方式数。
若有n个元素,选取r个元素进行排列,排列的方式数记为P(n,r)。
排列公式为:
P(n,r) = n! / (n-r)!
n!表示n的阶乘,即n! = n * (n-1) * (n-2) * … * 1。
(n-r)!表示n-r的阶乘。
2. 组合公式:
组合是指从一组元素中选取若干个元素进行组合的方式数。
若有n个元素,选取r个元素进行组合,组合的方式数记为C(n,r)。
组合公式为:
C(n,r) = n! / (r! * (n-r)!)
n!表示n的阶乘,即n! = n * (n-1) * (n-2) * … * 1。
(r! * (n-r)!)表示r的阶乘与(n-r)的阶乘的乘积。
以上就是高中排列组合的公式,希望能对你有所帮助。
排列与组合的定义和公式:Cmn=AmnAmm=n(n1)(n2)(nm+1)m!=n!m!(nm)!,n,m∈N排列组合是组合学最基本的概念。
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,用符号p(n,m)表示.
1、排列是在组合的基础上按一定条件重新的进行组合。
2、数列(sequence of number)是以正整数集为定义域的函数。
数列中的每一个数都叫做这个数列的项,排在第一位的数称为这个数列的第1项,排在第二位的数称为这个数列的第2项,以此类推,排在第n位的数称为这个数列的第n项,通常用an表示。
著名的数列有斐波那契数列、三角函数、卡特兰数、杨辉三角等。
3、数列是数与数之间按一定规律排起来的数。
数列项是看这组按一定规律排起来的数的个数,第一个数称为首项,最后一个数称为末项,一共有几个数,就是一共有几项,简称项数。
排列组合 公式推导 排列P------和顺序有关 组合C -------不牵涉到顺序的问题 排列分顺序,组合不分 例如把5 本不同的书分给3 个人,有几 种分法. "排列" 把5 本书分给3 个人,有几种分法 "组合" 1.排列及计算公式 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,用符号p(n,m)表示. p(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)= n!/(n-m)!(规定0!=1). 2.组合及计算公式 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.用符号 c(n,m) 表示. c(n,m)=p(n,m)/m!=n!/((n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m); 3.其他排列与组合公式 从n 个元素中取出r 个元素的循环排列数=p(n,r)/r=n!/r(n-r)!. n 个元素被分成k 类,每类的个数分别是n1,n2,...nk 这n 个元素的全排列数为 n!/(n1!*n2!*...*nk!). k 类元素,每类的个数无限,从中取出m 个元素的组合数为c(m+k-1,m). 排列(Pnm(n 为下标,m 为上标)) Pnm=n×(n-1)....(n-m+1);Pnm=n!/(n-m)!(注:!是阶乘符号);Pnn(两个n 分别为上标和下标) =n!;0!=1;Pn1(n 为下标1 为上标)=n 组合(Cnm(n 为下标,m 为上标)) Cnm=Pnm/Pmm ;Cnm=n!/m!(n-m)!;Cnn(两个n 分别为上标和下标) =1 ; Cn1(n 为下标1 为上标)=n;Cnm=Cnn-m 2008-07-08 13:30 公式P 是指排列,从N 个元素取R 个进行排列。 公式C 是指组合,从N 个元素取R 个,不进行排列。 N-元素的总个数 R 参与选择的元素个数 !-阶乘,如9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1 从N 倒数r 个,表达式应该为n*(n-1)*(n-2)..(n-r+1); 因为从n 到(n-r+1)个数为n-(n-r+1)=r 举例: Q1: 有从1 到9 共计9 个号码球,请问,可以组成多少个三位数?
A1: 123 和213 是两个不同的排列数。即对排列顺序有要求的,既属于“排 列P”计算范畴。 上问题中,任何一个号码只能用一次,显然不会出现988,997 之类的组 合, 我们可以这么看,百位数有9 种可能,十位数则应该有9-1 种可能,个位 数则应该只有9-1-1 种可能,最终共有9*8*7 个三位数。计算公式=P(3,9) =9*8*7,(从9 倒数3 个的乘积) Q2: 有从1 到9 共计9 个号码球,请问,如果三个一组,代表“三国联盟”, 可以组合成多少个“三国联盟”? A2: 213 组合和312 组合,代表同一个组合,只要有三个号码球在一起即
可。即不要求顺序的,属于“组合C”计算范畴。 上问题中,将所有的包括排列数的个数去除掉属于重复的个数即为最 终组合数C(3,9)=9*8*7/3*2*1
排列、组合的概念和公式典型例题分析 例1 设有3 名学生和4 个课外小组.(1)每名学生都只参加一个课外小组;(2)每 名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加.各有多少种不同方法? 解(1)由于每名学生都可以参加4 个课外小组中的任何一个,而不限制每个课外小组的 人数,因此共有种不同方法. (2)由于每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加,因此 共有种不同方法. 点评由于要让3 名学生逐个选择课外小组,故两问都用乘法原理进行计算. 例2 排成一行,其中不排第一,不排第二,不排第三,不排第四的不同排法共有多少种? 解依题意,符合要求的排法可分为第一个排、、中的某一个,共3 类,每一类中不同 排法可采用画“树图”的方式逐一排出: ∴ 符合题意的不同排法共有9 种. 点评按照分“类”的思路,本题应用了加法原理.为把握不同排法的规律,“树图”是 一种具有直观形象的有效做法,也是解决计数问题的一种数学模型. 例3 判断下列问题是排列问题还是组合问题?并计算出结果. (1)高三年级学生会有11 人:①每两人互通一封信,共通了多少封信?②每两人互握了 一次手,共握了多少次手? (2)高二年级数学课外小组共10 人:①从中选一名正组长和一名副组长,共有多少种不 同的选法?②从中选2 名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法? (3)有2,3,5,7,11,13,17,19 八个质数:①从中任取两个数求它们的商可以有多 少种不同的商?②从中任取两个求它的积,可以得到多少个不同的积? (4)有8 盆花:①从中选出2 盆分别给甲乙两人每人一盆,有多少种不同的选法?②从中 选出2 盆放在教室有多少种不同的选法? 分析(1)①由于每人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所以与顺 序有关是排列;②由于每两人互握一次手,甲与乙握手,乙与甲握手是同一次握手,与顺序无 关,所以是组合问题.其他类似分析. (1)①是排列问题,共享了封信;②是组合问题,共需握手(次). (2)①是排列问题,共有(种)不同的选法;②是组合问题,共有种不同的选法. (3)①是排列问题,共有种不同的商;②是组合问题,共有种不同的积. (4)①是排列问题,共有种不同的选法;②是组合问题,共有种不同的选法. 例4 证明. 证明左式 右式. ∴ 等式成立. 点评这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并利用阶乘的性质,可使 变形过程得以简化. 例5 化简. 解法一原式 解法二原式 点评解法一选用了组合数公式的阶乘形式,并利用阶乘的性质;解法二选用了组合数的 两个性质,都使变形过程得以简化. 例6 解方程:(1) ;(2) . 解(1)原方程 解得. (2)原方程可变为 ∵ , , ∴ 原方程可化为. 即,解得
第六章排列组合、二项式定理 一、考纲要求 1.掌握加法原理及乘法原理,并能用这两个原理分析解决一些简单的问题.
2.理解排列、组合的意义,掌握排列数、组合数的计算公式和组合数的性质, 并能用它们解决一些简单的问题. 3.掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能用它们计算和论证一些简单问题. 二、知识结构 三、知识点、能力点提示
(一)加法原理乘法原理 说明加法原理、乘法原理是学习排列组合的基础,掌握此两原理为处理排列、 组合中有关问题提供了理论根据.
例1 5 位高中毕业生,准备报考3 所高等院校,每人报且只报一所,不同的报 名方法共有多少种? 解: 5 个学生中每人都可以在3 所高等院校中任选一所报名,因而每个学生 都有3 种不同的报名方法,根据乘法原理,得到不同报名方法总共有 3×3×3×3×3=35(种) (二)排列、排列数公式 说明排列、排列数公式及解排列的应用题,在中学代数中较为独特,它研究 的对象以及研究问题的方法都和前面掌握的知识不同,内容抽象,解题方法比
较灵活,历届高考主要考查排列的应用题,都是选择题或填空题考查.
例2 由数字1、2、3、4、5 组成没有重复数字的五位数,其中小于50 000 的 偶数共有( ) A.60 个B.48 个C.36 个D.24 个 解因为要求是偶数,个位数只能是2 或4 的排法有P1 2;小于50 000 的五位 数,万位只能是1、3 或2、4 中剩下的一个的排法有P1
3;在首末两位数排定后,
中间3 个位数的排法有P3
3,得P1 3P3 3P1 2=36(个)
由此可知此题应选C. 例3 将数字1、2、3、4 填入标号为1、2、3、4 的四个方格里,每格填一个 数字,则每个方格的标号与所填的数字均不同的填法有多少种? 解: 将数字1 填入第2 方格,则每个方格的标号与所填的数字均不相同的填 法有3 种,即214 3,3142,4123;同样将数字1 填入第3 方格,也对应着3 种填法;将数字1 填入第4 方格,也对应3 种填法,因此共有填法为 3P1
3=9(种). 例四例五可能有问题,等思考 三)组合、组合数公式、组合数的两个性质 说明历届高考均有这方面的题目出现,主要考查排列组合的应用题,且基本上 都是由选择题或填空题考查.
例4 从4 台甲型和5 台乙型电视机中任意取出3 台,其中至少有甲型与乙型电 视机各1 台,则不同的取法共有( ) A.140 种B.84 种C.70 种D.35 种 解: 抽出的3 台电视机中甲型1 台乙型2 台的取法有C1
4·C2 5 种;甲型2 台乙
型1 台的取法有C2
4·C1 5 种 根据加法原理可得总的取法有
C2
4·C2 5+C2 4·C1 5=40+30=70(种)
可知此题应选C. 例5 甲、乙、丙、丁四个公司承包8 项工程,甲公司承包3 项,乙公司承包1 项, 丙、丁公司各承包2 项,问共有多少种承包方式? 解: 甲公司从8 项工程中选出3 项工程的方式C3
8 种;
乙公司从甲公司挑选后余下的5 项工程中选出1 项工程的方式有C1
5 种;
丙公司从甲乙两公司挑选后余下的4 项工程中选出2 项工程的方式有C2
4 种;
丁公司从甲、乙、丙三个公司挑选后余下的2 项工程中选出2 项工程的方式有
C2
2 种.
根据乘法原理可得承包方式的种数有C3 8×C1