组合‌:从n个元素中取出m个元素,不考虑顺序,只关注元素的组合方式。例如,从A、B、C中取出两个元素,AB和BA被视为同一个组合。

‌排列‌:从n个元素中取出m个元素,考虑顺序。例如,AB和BA被视为不同的排列。



一、排列公式(AmnA_m^n

表示从 m 个不同元素中取出 n 个元素进行有序排列 的方法数。


公式:

Amn=m!(mn)! A_m^n = \frac{m!}{(m-n)!}


说明:

m! 表示 m 的阶乘(即 1×2××m1 \times 2 \times \dots \times m

分母 (mn)!(m-n)!表示排除未选元素的排列。

示例:
从 5 个元素中选 3 个排列:
A53=5!(53)!=1202=60 A_5^3 = \frac{5!}{(5-3)!} = \frac{120}{2} = 60



二、组合公式(CmnC_m^n

表示从 m 个不同元素中无序选取 n 个元素 的方法数。


公式:

$ C_m^n = \frac{m!}{n!(m-n)!} \quad \text{或} \quad \binom{m}{n} = \frac{m!}{n!(m-n)!} $


说明:

分子 m!m! 计算全排列,分母 n!n! 去除选取元素的顺序影响,(mn)!(m-n)!排除未选元素。


化简

$C_{m}^{n}\begin{pmatrix}n<m\\\end{pmatrix}=C_{m}^{m-n}$


示例:

从 5 个元素中选 3 个组合:
$ C_5^3 = \frac{5!}{3! \times 2!} = \frac{120}{6 \times 2} = 10 $



三、AmnA_m^nCmnC_m^n 的关系公式

排列(AmnA_m^n)可通过组合(CmnC_m^n)与顺序排列的乘积表示:

Amn=Cmn×n!A_m^n = C_m^n \times n!


推导:

  1. 先计算组合数 CmnC_m^n(选择方法数)
  2. 再对选出的 n 个元素进行全排列(n!n! 种顺序)。

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