Русская Википедия:Размещение

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

В комбинаторике размеще́нием (из n по k) называется упорядоченный набор из k различных элементов из некоторого множества различных n элементов.

Пример 1: <math>\langle 1,3,2,5\rangle</math> — это 4-элементное размещение из 6-элементного множества <math>\{1,2,3,4,5,6 \}</math>.

Пример 2: некоторые размещения элементов множества <math>\{1,2,3,4,5,6 \}</math> по 2: <math>\langle 1,2\rangle</math> <math>\langle 1,3\rangle</math> <math>\langle 1,4\rangle</math> <math>\langle 1,5\rangle</math> … <math>\langle 2,1\rangle</math> <math>\langle 2,3\rangle</math> <math>\langle 2,4\rangle</math> … <math>\langle 2,6\rangle</math>…

В отличие от сочетаний, размещения учитывают порядок следования предметов. Так, например, наборы <math>\langle 2, 1, 3 \rangle</math> и <math>\langle 3, 2, 1 \rangle</math> являются различными размещениями, хотя состоят из одних и тех же элементов <math>\{1, 2, 3\}</math> (то есть совпадают как сочетания).

Заполнить ряд - значит надо поместить на каком-нибудь месте этого ряда какой-либо объект из данного множества (причём каждый объект можно использовать всего лишь один раз). Ряд, заполненный объектами данного множества, называется размещением , т. е. мы разместили объекты на данных местах. [1]

Число размещений

Число размещений из n по k, обозначаемое <math>A_n^k</math>, равно убывающему факториалу:

<math>A_n^k = n^{\underline k} = (n)_k = n(n-1)\cdot\ldots\cdot(n-k+1) = \frac{n!}{(n-k)!} </math>.

Элементарным образом выражается через символ Похгаммера:

<math>A_n^k=(n-k+1)_k</math>.

Последнее выражение имеет естественную комбинаторную интерпретацию: каждое размещение из n по k однозначно соответствует некоторому сочетанию из n по k и некоторой перестановке элементов этого сочетания; число сочетаний из n по k равно биномиальному коэффициенту <math>\tbinom{n}{k}</math>, в то время как перестановок на k элементах ровно k! штук.

При k = n число размещений равно числу перестановок порядка n:[2][3][4]

<math>A_n^n=P_n=n!</math>.

Справедливо следующее утверждение:<math>A_n^{n-1} = A_n^n</math>. Доказывается тривиально:

<math>A_n^{n-1} = \frac{n!}{(n-(n-1))!} = \frac{n!}{(n-n+1)!} = n! = A_n^n</math>.
Файл:Variations without repetition; 5 choose 3.svg
Все 60 вариаций без повторения трех из пяти чисел

Размещение с повторениями

Размещение с повторениями или выборка с возвращением[5] — это размещение «предметов» в предположении, что каждый «предмет» может участвовать в размещении несколько раз.

Число размещений с повторениями

По правилу умножения число размещений с повторениями из n по k, обозначаемое <math>\bar{A}_n^k</math>, равно:[6][2][5]

<math>\bar{A}_n^k =n^k</math>.

Например, число вариантов 3-значного кода, в котором каждый знак является цифрой от 0 до 9 и может повторяться, равно:

<math>\bar{A}_{10}^3 = 10^3 = 1000</math>.

Ещё один пример: размещений с повторениями из 4 элементов a, b, c, d по 2 равно 42 = 16, эти размещения следующие:

aa, ab, ac, ad, ba, bb, bc, bd, ca, cb, cc, cd, da, db, dc, dd.
Файл:Variations with repetition; 5 multichoose 3; grouped.svg
Все 125 вариантов с повторением трех из пяти чисел

См. также

Шаблон:Викиучебник

Ссылки

Шаблон:Примечания