小甲鱼 发表于 2023-5-5 04:56:37

组合数(以及组合数公式的推导过程)

组合数(以及组合数公式的推导过程)

前面给大家讲过了 -> 排列数以及排列数公式的推导过程

这一节小甲鱼给大家谈谈组合数(Combinations)。


组合数的概念

组合数(Combinations)是组合数学中的其中一个概念,

它表示从 n 个不同元素中取出 m 个元素(m ≤ n)的所有可能性。

不过跟排列数不一样,组合数对元素的排列顺序并没有要求!

(也就是说 AB 和 BA 在组合数中是算作相同的)

举个简单的例子,假设我们有三个不同颜色的小球:



当我们从中拿出 1 颗小球时,那么可能是拿到 A,也可能是拿到 B,当然 C 也是有可能被拿到的,所以有 3 种不同的组合(此时组合数为 3)

当我们从中拿出 2 颗小球时,那么所有存在的可能性是: AB、AC、BC,一共有 3 种不同的组合(此时组合数为 3)

当我们从中拿出 3 颗小球时,那么所有存在的可能性是:ABC,由于组合数不考虑排序,所以只有这 1 种组合(此时组合数为 1)


和排列数一样,组合数也有一个计算公式:



表示从 n 个不同元素中取出 m 个元素(m ≤ n)的所有可能性(元素的顺序不重要)。


组合数公式的推导过程

下面是排列数公式:



大家对比一下,跟组合数公式有啥子不一样的?

组合数其实就是在排列数的基础上,再去除以 m! 的即可~

那为什么是除以 m!,而不是 n! 或者别的什么东西呢?

来,我们思考一下,还是上面的 A、B、C 三颗小球,从中任意选 2 个出来

构成的所有排列数是:AB、AC、BC、BA、CA、CB

构成的所有组合数是:AB、AC、BC

大家一对比就很容易发现,所谓组合数,其实就是在排列数的基础上去掉重复的组合。

那好,重复的组合如何算?

比如选择 2 个元素,有多少种重复的组合?

其实就是 2! 种(AB、BA)。

如果选择 3 个元素,那么重复的组合就是 3! 种。

为什么呀?

因为所谓的 “m 个元素重复的组合数量”,其实就是求排列数 P(m, m) 嘛。

对不对?

比如 3 个元素,还是 A、B、C,那么它的排列数就是:

P(3, 3),ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA,一共 6 种

(它们都是相同的元素,但有 6 种不同排列方式)

因此,想要求出 C(n, m),其实就是先求出 P(n, m),再除去重复的 P(m, m) 即可~

我们可以推导出组合数的公式就是这么来的:




案例实战

到底是被雷劈到的概率高,还是买双色球中奖的概率高?


不二如是 发表于 2023-5-9 09:10:10

组合数涉及到很多数学和概率论的知识,也被应用于很多其他领域,如金融、工程、计算机科学等。

在计算机科学中,组合数学是一个非常重要的领域,它被广泛应用于算法设计、数据结构、计算机网络等方面。例如,在计算机网络中,路由算法需要使用组合数学来计算最优路径,以确保数据能够以最佳路径传输。
在数学和概率论中,我们可以使用递归方法来计算组合数,这是一个非常有用的数学技巧。

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