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第三讲 排 列
在实际生活中常遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法.就是排列问题.在排的过程中,不仅与参加排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关.
例如 某客轮航行于天津、青岛、大连三个城市之间.问:应准备有多少种不同船票?
分析这个问题,可以用枚举法解决,三个城市之间,船票有下面六种设置方式:
如果不用枚举法,注意到要准备的船票的种类不仅与所选的两个城市有关,而且与这两个城市作为起点、终点的顺序有关,所以,要考虑共准备多少种不同的船票,就要在三个城市之间每次取出两个,按照起点、终点的顺序排列.
首先确定起点站,在三个城市中,任取一个为起点站,共有三种选法.
其次确定终点站,每次确定了一个起点站后,只能从剩下的两个城市之中选终点站,共有两种选法.
由乘法原理,共需准备:
3×2=6
种不同的船票.
为叙述方便,我们把研究对象(如天津、青岛、大连)看作元素,那么上面的问题就是在三个不同的元素中取出两个,按照一定的顺序排成一列的问题.我们把每一种排法叫做一个排列(如天津——青岛就是一个排列),把所有排列的个数叫做排列数.那么上面的问题就是求排列数的问题.
一般地,从n个不同的元素中任取出m个(m≤n)元素,按照一定的顺序排成一列.叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.
由排列的定义可以看出,两个排列相同,不仅要求这两个排列中的元素完全相同,而且各元素的先后顺序也一样.如果两个排列的元素不完全相同.或者各元素的排列顺序不完全一样,则这就是两个不同的排列.
从n个不同元素中取出m个(m≤n)元素的所有排列的个数,叫做从
上面的问题要计算从3个城市中取出2个城市排成一列的排列数,就是
一般地,从n个不同元素中取出m个元素(m≤n)排成一列的问题,可以看成是从n个不同元素中取出m个,排在m个不同的位置上的问题,而
第一步:先排第一个位置上的元素,可以从n个元素中任选一个,有n种不同的选法;
第二步:排第二个位置上的元素.这时,由于第一个位置已用去了一个元素,只剩下(n-1)个不同的元素可供选择,共有(n-1)种不同的选法;
第三步:排第三个位置上的元素,有(n-2)种不同的选法;
…
第m步:排第m个位置上的元素.由于前面已经