高一下📊 資料與不確定性
環狀排列與重複排列
Circular and Repeated Permutations
公式
環狀 (n−1)! | 重複選 nʳ | 有重複元素 n!/(p!q!…)
圍成一圈要除掉旋轉、元素重複要除掉重複、可以重選則用次方。
白話解釋
基本排列之外,三種變化型各有各的調整方式。
**環狀排列**:n 個人圍圓桌坐,共有 **(n−1)!** 種。因為整桌一起轉一格看起來是同一種坐法,n 種旋轉算同一個,所以要除以 n:n!/n = (n−1)!。實務做法是「固定一個人當基準」,其餘 n−1 個人做直線排列。 (如果是項鍊這種可以翻面的,還要再除以 2。)
**重複排列**:從 n 種選項中選 r 次、每次都可以重選,共有 **nʳ** 種。四位數密碼每位 0–9,就是 10⁴ = 10000 種。注意這裡是 nʳ 不是 rⁿ——底數是「選項數」、指數是「選幾次」。
**有重複元素的排列**:把 n 個東西排成一列,但其中有 p 個一樣、q 個一樣……則排法是 **n!/(p!·q!·…)**。因為那些相同的元素互換位置看起來沒差別,要把重複計算除掉。
例如 BANANA 有 6 個字母,A 三個、N 兩個、B 一個,排法是 6!/(3!·2!·1!) = 720/12 = 60 種。
什麼時候用
座位安排、密碼組合、字母重排、路徑計數。
最容易錯的地方
- 環狀排列忘記減 1。
- 重複排列把底數與指數寫反。
- 有重複元素時沒有除掉重複的階乘。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
5 個人圍圓桌坐,有幾種坐法?
- 2
四位數密碼每位可用 0–9,共有幾種?
- 3
BANANA 六個字母重排,有幾種排法?