方法 · 排列与组合
如何计数排列
排列计的是讲究顺序的排法。要计算从 个不同物件里排 个的方法数,用 。
先认出 和 ,代入公式,再约去阶乘。
这个方法的用途
排列计的是在顺序重要时,把物件排开的方法数,也就是说,把两个物件对调后会得到不同的排法。在中五排列与组合这一章里,它用来回答像「从 5 本不同的书里取 3 本排成一排,有多少种排法?」
或「能组成多少个三位数密码?」这样的题目。
核心公式是 ,其中 是可用的不同物件数, 是要填的位置数。它解决的是「每一种顺序都算作不同结果」的计数问题,之后也直接用在概率题里。
何时使用
只要题目讲的是把物件排开或排序,或在一排、一列、一个序列里填位置,就用排列,留意“排”、“排成一排”、“顺序”、“排队”、“密码”这类字眼。判断法很简单:问自己「换个顺序结果会不会不同」。
如果 AB 和 BA 不同,顺序就重要,用排列;如果 AB 和 BA 一样(只是挑一组出来),那就改用组合。排座位、用数字组成号码、把人或书排成一列,都是排列问题,所以要读清题目里位置或顺序是否重要。
分步方法
- 1
确认顺序重要
确认不同顺序算作不同排法,若是,就是排列。
- 2
认出 n 和 r
令 为可用的不同物件数, 为要填的位置数。
- 3
代入公式
把你的 和 代入 。
- 4
约去阶乘
只展开到需要的程度,约去公共的 。
- 5
算出数值
把剩下的因子相乘,得到最终的方法数。
顺序重不重要?
如果把同样的物件重新排会得到新结果,就用排列 。如果顺序无所谓,你只是在挑一组,那就改用组合 。
先把这一点判断清楚,能避免大多数错误。
例题解析
一名学生有 5 本不同的故事书,想从中取 3 本排成一排放在书架上。共有多少种排法?
Show worked solution
书是排成一排的,所以顺序重要,这是排列。这里 (可用的书),(书架上的位置)。
代入公式:
展开并约去公共的 :
相乘:。
所以从 5 本书里取 3 本排成一排,共有 种排法。
常见错误
- 顺序其实重要时却用了组合 ,或者顺序无所谓时却用了排列。
- 在公式里把 和 弄反,例如写成 。
- 忘了相同的重复物件会使方法数减少,含重复字母的单词,其排法要除以重复部分的阶乘。
- 看错是用上全部 个物件,还是只用其中 个。
- 展开阶乘时算错,先约去公共阶乘,让数字保持小。
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预约试课常见问题
排列和组合有什么区别?
排列计的是讲究顺序的排法,所以 AB 和 BA 不同。组合计的是不讲顺序的选取,所以 AB 和 BA 相同。
先判断该用哪一个,再在 和 之间选择。
是什么意思?
阶乘 表示从 一直乘到 1 的乘积,所以 。
按定义 ,这样当 时排列公式仍然成立。
等于多少?
当你把全部 个物件都排开时,。例如把 4 本不同的书排成一排有 种,因为每个位置都填满,而 。
遇到相同的重复物件怎么办?
当有些物件相同时,要除以每一组重复的阶乘。例如一个四字母、其中一个字母重复两次的单词,其排法数是 ,因为把那两个相同字母对调并不会产生新的排法。
来源:SRC-DSKP-EN