排列组合的计算公式包括排列数公式和组合数公式,它们分别用于计算不同元素的排列和组合方式。以下是具体的计算公式及其例题:
排列数公式
排列数公式表示从n个不同元素中取出m个元素的所有排列的个数,记作A(n,m)。其计算公式为:
\[ A(n,m) = \frac{n!}{(n-m)!} \]
其中,n!表示n的阶乘,即从1乘到n。
例题1:
从4个数字中选出2个数字进行排列,有多少种排法?
\[ A(4,2) = \frac{4!}{(4-2)!} = \frac{4!}{2!} = 4 \times 3 = 12 \]
组合数公式
组合数公式表示从n个不同元素中取出m个元素的所有组合的个数,记作C(n,m)。其计算公式为:
\[ C(n,m) = \frac{n!}{m!(n-m)!} \]
例题2:
从6个人中选出3个人,有多少种选法?
\[ C(6,3) = \frac{6!}{3! \times (6-3)!} = \frac{6 \times 5 \times 4}{3 \times 2 \times 1} = 20 \]
综合应用例题
例题3:
将5本不同的书分给3个人,每人一本,有多少种分法?
1. 第一步:从5本书中选1本给第一个人,有5种选法。
2. 第二步:从剩下的4本书中选1本给第二个人,有4种选法。
3. 第三步:从剩下的3本书中选1本给第三个人,有3种选法。
根据乘法原理,总的分法数为:
\[ 5 \times 4 \times 3 = 60 \]
例题4:
从10双鞋子中取出4双,然后从每双中取一只,有多少种取法?
1. 第一步:从10双鞋子中取出4双,有C(10,4)种取法。
2. 第二步:从每双中取一只,有C(2,1)种取法。
总取法数为:
\[ C(10,4) \times C(2,1) \times C(2,1) \times C(2,1) \times C(2,1) = 210 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 = 3360 \]
总结
通过以上例题,我们可以看到排列组合公式在实际问题中的应用。排列数公式关注元素的顺序,而组合数公式关注元素的选择而不考虑顺序。掌握这些公式有助于快速解决组合问题。