BL2.ru

Комбинаторика онлайн: перестановки, размещения, сочетания

Выберите формулу или ответьте на три вопроса, введите n и k — калькулятор найдёт точное число способов (хоть для 100!) и покажет решение с факториалами и сокращением.

Какую формулу выбрать
Важен ли порядок?
Можно ли повторять?
Используются все элементы?
Подходит: Сочетания C(n, k)
Порядок не важен, повторов нет (команда, лотерея): C = n!/(k!·(n − k)!). Если взяты все элементы, способ один.
Формула
Выбираем k из n различных элементов, порядок не важен, повторов нет: n!/(k!·(n − k)!).
Типовые задачи
Рассчитать

Три основные формулы

Комбинаторика отвечает на вопрос «сколькими способами?». Всё сводится к выбору из n элементов и двум вопросам: важен ли порядок и можно ли повторять элементы.

Перестановки P(n) = n! — все n различных элементов выстраиваются в ряд. Например, 5 человек можно рассадить на 5 стульях 5! = 120 способами.

Размещения A(n, k) = n!/(n − k)! — из n элементов выбирают k, порядок важен. Золото, серебро и бронзу среди 10 участников можно раздать 10·9·8 = 720 способами.

Сочетания C(n, k) = n!/(k!·(n − k)!) — из n элементов выбирают k, порядок не важен. Команду из 5 человек из 12 можно составить C(12, 5) = 792 способами. Сочетание получается из размещения делением на k!: каждый набор из k элементов учтён k! раз в разных порядках.

Повторения

Если элементы можно выбирать повторно, размещения с повторениями равны nᵏ: код замка из 4 цифр — 10⁴ = 10 000 вариантов. Сочетания с повторениями — C(n + k − 1, k): набор из 3 пирожных трёх видов можно выбрать C(5, 3) = 10 способами.

Если среди n элементов есть одинаковые (n₁ одного вида, n₂ другого и так далее), число различных перестановок равно n!/(n₁!·n₂!·…·n_m!). Так считают анаграммы: в слове «математика» 10 букв, из них м — 2, а — 3, т — 2, остальные по одной, поэтому 10!/(2!·3!·2!) = 151 200 слов.

Как отличить формулы

Спросите себя: если поменять элементы местами, получится другой результат? Если да — это размещения или перестановки, если нет — сочетания. Если выбираются все элементы — перестановки. Если один и тот же элемент можно взять снова — формулы с повторениями.

Большие числа

Числа в комбинаторике растут очень быстро: 20! уже больше двух квинтиллионов, а 100! содержит 158 цифр. Калькулятор считает точно, без округления, и разбивает цифры на группы для удобства чтения.

Связь с вероятностью

Классическая вероятность — это отношение числа благоприятных исходов к числу всех равновозможных. Оба числа чаще всего считают именно через сочетания, например шанс угадать 6 номеров из 49 равен 1/13 983 816.

Частые вопросы

Чем отличаются размещения от сочетаний?
В размещениях порядок выбранных элементов важен: выборы АБ и БА считаются разными. В сочетаниях порядок не важен, АБ и БА — один и тот же выбор. Поэтому C(n, k) = A(n, k)/k!.
Как посчитать число анаграмм слова?
Посчитайте, сколько раз встречается каждая буква, и разделите факториал длины слова на произведение факториалов этих чисел. Для слова «мама»: 4!/(2!·2!) = 6. В калькуляторе выберите «Перестановки с повторениями» и введите слово.
Чему равно 0! и почему C(n, 0) = 1?
По определению 0! = 1. Выбрать ноль элементов можно единственным способом — не выбрать ничего, поэтому C(n, 0) = C(n, n) = 1 и P(0) = 1.
Можно ли выбрать k больше n?
Без повторений нет: нельзя выбрать 6 различных элементов из 5. С повторениями можно: в размещениях с повторениями k любое, например 2¹⁰ = 1024 двоичных слова длины 10.
Как выбрать формулу для задачи?
Ответьте на три вопроса: важен ли порядок, можно ли повторять элементы, используются ли все элементы. Блок «Какую формулу выбрать» на странице подставит нужную формулу по ответам.