[mathjax]
数学勉強ノートです。
組合わせは、いくつかのものの中から一部を取り出したもので、取り出されたものの順序は考えない。ある袋に入っている異なるもののなかから、いくつかを同時に取り出して 別の袋へ入れたという操作をイメージするとわかりやすい。
例としてa, b, c, dの4個の文字の中から、異なる3個を同時にとりだす組合わせを考える。
たとえば、組合わせ a-b-c を考えることができるが、このとき、組合わせとしては、a-b-c と b-a-c や c-b-a などは同じものとみなす。
異なるn個のものの中から異なるr個を取り出し、順序は考慮しないで1組にしたものを、n個からr個取る組合わせといい、その総数(場合の数)を
$${}_n \mathrm{ C }_r$$
で表す。記号CはCombination(組合せ)を表す。
順列とは、いくつかのものの中からその一部を取り出して順序をつけて並べたもの。
例としてa, b, c, dの4個の文字の中から、異なる3個をとって一列に並べる順列を考える。
たとえば、a-b-cなどがその例となる。ここで順列としては、順序がちがうと異なるものとして認識するので、 a-b-c と b-a-c は異なるものとして扱う。
異なるn個のものの中から、異なるr個を取り出して並べる順列を、n個からr個取る順列といい、その総数(場合の数)を
$${}_n \mathrm{ P }_r$$
で表す。記号PはPermutation(順列)を表す。
初期状態: 最初に袋Aに1, 2, 3, …, nと番号が書いてあるボールがn個入っているとする。
操作1:この袋Aからr個のボールを取り出し、袋Bに入れるとする。これはn個のものからr個を取り出す組み合わせなので、その総数(場合の数)は
$${}_n \mathrm{ C }_r$$
と表記できる。
操作2:操作1のあとで袋Bに入っているr個のボールを順序をつけて並べ順列を作る。この順列の総数(場合の数)は、r個の中からr個をとる順列なので
$${}_r \mathrm{ P }_r = r!$$
と表記できる。
操作1と操作2を合わせて考えると、n個の中からr個とる順列を表しているので、それらの総数(場合の数)は
$${}_n \mathrm{ P }_r = r!{}_n \mathrm{ C }_r $$
となる。