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v1 · padrão canônico

Lição 37 — Permutações e arranjos

Permutação total Pn = n!. Arranjo A(n,p). Quando a ordem importa.

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)!}
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

定義と証明

階乗

nnの階乗をn!=n(n1)(n2)21n! = n(n-1)(n-2) \cdots 2 \cdot 1で定義します。n1n \geq 1の場合、0!=10! = 1です。」— OpenStax Algebra and Trigonometry 2e, §11.7

階乗の増加:

nn!桁数5120103 628 800百万202.4 × 10¹⁸528 × 10⁶⁷宇宙の原子数より多い170float64オーバーフロー

n! の超指数的増加。Stirling近似:n! ≈ √(2πn)·(n/e)ⁿ

単純順列

繰り返しのある順列

nn個のオブジェクトに対して、タイプ1のn1n_1個、タイプ2のn2n_2個、...、タイプkknkn_k個(n1+n2++nk=nn_1 + n_2 + \cdots + n_k = nの場合):

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!}
what this means · n_i! で除算するのは、タイプ i の等しい要素を互いに交換しても新しい構成が生成されないためです。

「ARARA」のアナグラム(3つのA、2つのR):5!/(3!2!)=105!/(3! \cdot 2!) = 10

nn個のオブジェクトの識別可能な順列の数。ただし、タイプ1のn1n_1個の同一オブジェクト、タイプ2のn2n_2個、...、タイプrrnrn_r個が存在する場合は、n!n1!n2!nr!\frac{n!}{n_1! n_2! \cdots n_r!}です。」— OpenStax Algebra and Trigonometry 2e, §11.7

単純な組み合わせ

円形順列

円の中のnn個のオブジェクト:(n1)!(n-1)!。理由:「最初の位置」は恣意的です — すべてを一緒に回転させても新しい構成は生成されません。形式的には:1つのオブジェクトを位置に固定します;他のn1n-1個のオブジェクトは自由に順列します。

解決済みの例

Exercise list

46 exercises · 11 with worked solution (25%)

Application 32Understanding 4Modeling 8Challenge 1Proof 1
  1. Ex. 37.1Application

    5!5! を計算してください。

  2. Ex. 37.2Application

    8!/5!8!/5! を計算してください。

  3. Ex. 37.3ApplicationAnswer key

    「MAR」の何個のアナグラムが存在しますか?

  4. Ex. 37.4Application

    「CASA」の何個のアナグラムが存在しますか?

  5. Ex. 37.5Application

    「MISSISSIPPI」の何個のアナグラムが存在しますか?

  6. Ex. 37.6ApplicationAnswer key

    A53A_5^3 を計算してください。

  7. Ex. 37.7Application

    A82A_8^2 を計算してください。

  8. Ex. 37.8ApplicationAnswer key

    7人の候補者から4人の行を作成できるのは何通りですか?

  9. Ex. 37.9Application

    12人のアスリート間の1位、2位、3位受賞。何個の異なる表彰台が可能ですか?

  10. Ex. 37.10Application

    {1,2,3,4,5}\{1, 2, 3, 4, 5\}から3桁の異なる数字を形成できるのは何個ですか?

  11. Ex. 37.11ApplicationAnswer key

    等式7!/(73)!=7657!/(7-3)! = 7 \cdot 6 \cdot 5を確認してください。

  12. Ex. 37.12Application

    n!=720n! = 720を解いてください。

  13. Ex. 37.13Application

    An2=30A_n^2 = 30nNn \in \mathbb{N}について解いてください。

  14. Ex. 37.14ApplicationAnswer key

    「CIDADE」の何個のアナグラムが存在しますか?

  15. Ex. 37.15Application

    「BANANA」の何個のアナグラムが存在しますか?

  16. Ex. 37.16ApplicationAnswer key

    数字{0,1,,9}\{0, 1, \ldots, 9\}から形成できる5つの異なる数字のパスワードは何個ですか?

  17. Ex. 37.17Application

    3つの棚(各2冊)に6冊の異なる本を配置する方法は何通りですか?各棚内での順序を考慮しますか?

  18. Ex. 37.18Application

    8人が円形のテーブルの周り。何個の異なる構成?

  19. Ex. 37.19Understanding

    円形のテーブルの周りのnn人の順列が(n1)!(n-1)!であり、n!n!ではない理由を正当化してください。

  20. Ex. 37.20Application

    「AMOR」のアナグラムのいくつが文字Aで始まりますか?

  21. Ex. 37.21Application

    「MATEMATICA」の何個のアナグラムが存在しますか?

  22. Ex. 37.22Application

    「PROVA」のアナグラムのいくつが子音で始まりますか?

  23. Ex. 37.23Application

    「AMOR」のアナグラムでA O がこの順序でまとめて(分割できないブロック「AO」)。

  24. Ex. 37.24ApplicationAnswer key

    10人の学生が10列の椅子に座ります。2人の友人が一緒にいたいです。何個の構成?

  25. Ex. 37.25Application

    8人がテーブルの周り;2人が一緒にいたい。何個の構成?

  26. Ex. 37.26Application

    母音で始まる「LIVRO」のアナグラム。

  27. Ex. 37.27ApplicationAnswer key

    数字{1,,9}\{1, \ldots, 9\}から4桁の異なる数字を形成できるのは何個ですか?

  28. Ex. 37.28Application

    数字{1,2,3,4,5}\{1, 2, 3, 4, 5\}から4桁の異なる偶数を形成できるのは何個ですか?

  29. Ex. 37.29Application

    n!/(n3)!=60n!/(n-3)! = 60nNn \in \mathbb{N}について解いてください。

  30. Ex. 37.30Application

    (n+1)!/n!=5(n+1)!/n! = 5を解いてください。

  31. Ex. 37.31Application

    10人のアスリートのレースで、何個の異なる表彰台(1位、2位、3位)が起きる可能性があります?

  32. Ex. 37.32Application

    「FATORIAL」のアナグラムのいくつ(すべての文字が異なる)?

  33. Ex. 37.33Application

    7つの異なるカードから選択して順序付けた5つのカード — 何個の構成?

  34. Ex. 37.34Understanding

    n=6,p=3n = 6, p = 3の場合の再帰Anp=nAn1p1A_n^p = n \cdot A_{n-1}^{p-1}を確認してください。

  35. Ex. 37.35Modeling

    サッカーチーム:11人のプレーヤーがフィールドで11の異なる位置を占有します。位置決めを持つ編成はいくつありますか?

  36. Ex. 37.36Modeling

    繰り返しのない8文字アルファベットパスワード。何個の異なるパスワードが存在しますか?

  37. Ex. 37.37ModelingAnswer key

    ロジスティクスでは、10個の異なるパッケージを10個の目的地に配信する可能な順序の数は何ですか?

  38. Ex. 37.38Modeling

    カードゲームでは、シャッフル後の52枚のカードの何個の異なる構成が存在しますか?

  39. Ex. 37.39Modeling

    DNAでは、8つの塩基(A、T、C、G)の配列。各塩基は正確に2回出現。何個の異なる配列?

  40. Ex. 37.40Modeling

    集団遺伝学では、チェーン内で4つの異なる対立遺伝子を並べるための何個の可能な順序?

  41. Ex. 37.41Modeling

    機械学習では、順列特徴重要度はNNサンプル上で機能をシャッフルして予測の低下を測定します。NNサンプルの何個の可能な順列?

  42. Ex. 37.42Modeling

    コンピュータグラフィックスでは、100のポリゴンに対して何個のレンダリング順序が存在しますか?

  43. Ex. 37.43Understanding

    Anp=nAn1p1A_n^p = n \cdot A_{n-1}^{p-1}を証明してください。

  44. Ex. 37.44UnderstandingAnswer key

    Pn=AnnP_n = A_n^nを示してください。

  45. Ex. 37.45Challenge

    「AMOR」のアナグラムのいくつが子音で始まり、母音で終わりますか?

  46. Ex. 37.46ProofAnswer key

    基本的な数え方の原則を使用してAnp=n!/(np)!A_n^p = n!/(n-p)!を証明してください。

ソース

直接テキストと演習を供給した書籍のみ。

Updated on 2026-05-05 · Author(s): Clube da Matemática

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