Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

Lección 37 — Permutaciones y arreglos

Permutación total Pn = n!. Arreglo A(n,p). Cuándo importa el orden.

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math A japonês · Equiv. Klasse 10 alemã

Pn=n!,Anp=n!(np)!P_n = n!, \qquad A_n^p = \frac{n!}{(n-p)!}
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Definiciones

Factorial

n!=n(n1)(n2)1n! = n \cdot (n-1) \cdot (n-2) \cdots 1. Convención: 0!=10! = 1.

Crecimiento:

nnn!n!
5120
103 628 800
202,4×1018\approx 2{,}4 \times 10^{18}
70>10100> 10^{100}
170overflow en float64

Aproximación de Stirling: n!2πn(n/e)nn! \approx \sqrt{2\pi n}(n/e)^n.

Permutación simple

Pn=n!P_n = n!: formas de ordenar nn objetos distintos en fila.

Permutación con repetición

Para nn objetos con n1n_1 del tipo 1, n2n_2 del tipo 2, ..., nkn_k del tipo kk: Pnn1,n2,,nk=n!n1!n2!nk!P_n^{n_1, n_2, \ldots, n_k} = \frac{n!}{n_1! \cdot n_2! \cdots n_k!}

Anagramas de "ARARA" (3 A, 2 R): 5!/(3!2!)=105!/(3! \cdot 2!) = 10.

Arreglo simple

Anp=n(n1)(n2)(np+1)=n!(np)!A_n^p = n(n-1)(n-2) \cdots (n-p+1) = \frac{n!}{(n-p)!}

Formas de ordenar pp objetos seleccionados de nn disponibles.

Permutación circular

nn objetos en círculo: (n1)!(n-1)!. Razón: la "primera posición" es arbitraria.

Diferencia entre permutación y arreglo

  • Permutación: usa todos los nn objetos.
  • Arreglo: selecciona pnp \leq n y los ordena.

Cuando p=np = n: el arreglo coincide con la permutación.

Exercise list

46 exercises · 11 with worked solution (25%)

Application 34Understanding 2Modeling 8Challenge 1Proof 1
  1. Ex. 37.1Application
    5!5!. (Resp.: 120120.)
  2. Ex. 37.2Application
    8!/5!8!/5!. (Resp.: 336336.)
  3. Ex. 37.3ApplicationAnswer key
    ¿Cuántos anagramas de "MAR"? (Resp.: 66.)
  4. Ex. 37.4Application
    ¿Cuántos anagramas de "CASA"? (Resp.: 1212.)
  5. Ex. 37.5ApplicationAnswer key
    ¿Cuántos anagramas de "MISSISSIPPI"? (Resp.: 3465034\,650.)
  6. Ex. 37.6Application
    A53A_5^3. (Resp.: 6060.)
  7. Ex. 37.7ApplicationAnswer key
    A82A_8^2. (Resp.: 5656.)
  8. Ex. 37.8Application
    ¿Cuántas filas de 4 personas pueden formarse con 7 candidatos? (Resp.: 840840.)
  9. Ex. 37.9Application
    Premiación 1.º, 2.º, 3.º entre 12 atletas. ¿Total? (Resp.: 13201\,320.)
  10. Ex. 37.10Application
    ¿Cuántos números de 3 cifras distintas pueden formarse con {1,2,3,4,5}\{1,2,3,4,5\}? (Resp.: 6060.)
  11. Ex. 37.11Application
    Verifica 7!/(73)!=7657!/(7-3)! = 7 \cdot 6 \cdot 5.
  12. Ex. 37.12Application
    Resuelve n!=720n! = 720. (Resp.: n=6n = 6.)
  13. Ex. 37.13Application
    Resuelve An2=30A_n^2 = 30. (Resp.: n=6n = 6.)
  14. Ex. 37.14Application
    ¿Cuántos anagramas de "CIDADE"? (Resp.: 6!/2!=3606!/2! = 360.)
  15. Ex. 37.15Application
    Anagramas de "BANANA" (3 A, 2 N, 1 B). (Resp.: 6060.)
  16. Ex. 37.16Application
    ¿Cuántas contraseñas de 5 dígitos diferentes con cifras {0,1,,9}\{0, 1, \ldots, 9\}? (Resp.: 3024030\,240.)
  17. Ex. 37.17Application
    ¿Cuántas formas de colocar 6 libros distintos en 3 estanterías (2 en cada una)?
  18. Ex. 37.18Application
    8 personas en mesa redonda. ¿Cuántas configuraciones distintas? (Resp.: 7!=50407! = 5\,040.)
  19. Ex. 37.19ApplicationAnswer key
    Permutación circular de nn personas: justifica (n1)!(n-1)!.
  20. Ex. 37.20Application
    ¿Cuántos anagramas de "AMOR" empiezan por la letra A? (Resp.: 66.)
  21. Ex. 37.21Application
    Anagramas de "MATEMATICA" (10 letras: 3 A, 2 M, 2 T, 1 E, 1 I, 1 C). (Resp.: 151200151\,200.)
  22. Ex. 37.22ApplicationAnswer key
    ¿Cuántos anagramas de "PROVA" empiezan por consonante?
  23. Ex. 37.23Application
    Anagramas de "AMOR" con A y O juntos (en este orden). (Trata AO como un bloque.)
  24. Ex. 37.24Application
    10 alumnos van a sentarse en 10 sillas. 2 amigos quieren estar juntos. ¿Cuántas configuraciones?
  25. Ex. 37.25ApplicationAnswer key
    8 personas en mesa redonda. 2 quieren estar juntas. ¿Cuántas? ((Resp.: 26!2 \cdot 6!, tratar el par como un bloque.))
  26. Ex. 37.26Application
    Anagramas de "LIVRO" que empiezan por vocal. (Resp.: 24!=482 \cdot 4! = 48.)
  27. Ex. 37.27Application
    ¿Cuántos números de 4 cifras distintas con cifras {1,,9}\{1,\ldots,9\}? (Resp.: 9876=30249 \cdot 8 \cdot 7 \cdot 6 = 3\,024.)
  28. Ex. 37.28Application
    ¿Cuántos números pares de 4 cifras distintas con cifras {1,2,3,4,5}\{1, 2, 3, 4, 5\}?
  29. Ex. 37.29Application
    Resuelve n!/(n3)!=60n!/(n-3)! = 60. (Resp.: n=5n = 5.)
  30. Ex. 37.30ApplicationAnswer key
    Resuelve (n+1)!n!=5\frac{(n+1)!}{n!} = 5. (Resp.: n=4n = 4.)
  31. Ex. 37.31Application
    En una carrera con 10 atletas, ¿cuántos podios distintos pueden ocurrir?
  32. Ex. 37.32Application
    Anagramas de "FATORIAL": ¿todas las letras distintas? (Resp.: 8!=403208! = 40\,320.)
  33. Ex. 37.33Application
    5 cartas elegidas y ordenadas en fila de 7 cartas distintas: A75=2520A_7^5 = 2\,520.
  34. Ex. 37.34Application
    Verifica Anp=nAn1p1A_n^p = n \cdot A_{n-1}^{p-1} para n=6,p=3n = 6, p = 3.
  35. Ex. 37.35Modeling
    Equipo de fútbol: 11 jugadores en el campo. ¿Cuántas alineaciones distintas con posicionamiento? (Permutación si el orden de los jugadores en cada posición importa.)
  36. Ex. 37.36ModelingAnswer key
    Contraseñas con 8 caracteres alfabéticos minúsculos sin repetición: A268A_{26}^8.
  37. Ex. 37.37Modeling
    En logística, orden de entrega de 10 paquetes: 10!10! rutas posibles (TSP).
  38. Ex. 37.38Modeling
    En juego de cartas, barajado de 52 cartas: 52!8×106752! \approx 8 \times 10^{67}: más que estrellas en el universo observable.
  39. Ex. 37.39ModelingAnswer key
    En CG, orden de renderización de 100 polígonos: 100!100!: solo uno es el "correcto" para back-to-front.
  40. Ex. 37.40ModelingAnswer key
    En ADN, secuencia de 8 bases (A, T, C, G) donde cada base aparece exactamente 2 veces: 8!/(2!)48!/(2!)^4.
  41. Ex. 37.41Modeling
    En genética poblacional, órdenes posibles de 4 alelos = 4!=244! = 24.
  42. Ex. 37.42Modeling
    En ML, permutation feature importance: shuffle de una feature, mide caída en la predicción. ¿Cuántas permutaciones por feature?
  43. Ex. 37.43Understanding
    Demuestra que Anp=nAn1p1A_n^p = n \cdot A_{n-1}^{p-1}.
  44. Ex. 37.44UnderstandingAnswer key
    Demuestra Pn=AnnP_n = A_n^n.
  45. Ex. 37.45Challenge
    ¿Cuántos anagramas de "AMOR" empiezan por consonante y terminan en vocal?
  46. Ex. 37.46Proof
    Demuestra que Anp=n!/(np)!A_n^p = n!/(n-p)! usando PFC.

Fuentes de esta lección

  • Algebra and Trigonometry — Jay Abramson et al. (OpenStax) · 2022, 2.ª ed. · EN · CC-BY · §11.5: conteo. Fuente primaria.
  • Introduction to Probability — Joseph Blitzstein, Jessica Hwang · 2019, 2.ª ed. · EN · gratuito · cap. 1: principios de conteo.
  • Book of Proof — Richard Hammack · 2018, 3.ª ed. · EN · libre · cap. 3.

Updated on 2026-04-30 · Author(s): Clube da Matemática

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.