Перейти к содержанию

Размещения (Перестановки из n объектов по k)

Математика Алгебра Сложность 2/5

Начало урока

Размещения: перестановки из $n$ объектов по $k$

Также называются $k$-перестановками, обозначаются $P(n,k)$ или $A(n,k)$

Необходимые знания: Вы уже должны хорошо разбираться в факториалах ($n!$) и полных перестановках $n$ объектов. В этом уроке мы расширим эти идеи на случай выбора и упорядочивания только $k$ из $n$ объектов.

1. Что такое упорядоченная выборка без повторений?

Представь, что у тебя есть $n$ различных объектов и ты хочешь выбрать $k$ из них, причём порядок, в котором ты их выбираешь, имеет значение, и ни один объект нельзя выбрать дважды. Каждая такая упорядоченная выборка называется $k$-перестановкой (или размещением) из $n$ объектов.

Ключевая идея: $k$-перестановка учитывает одновременно две вещи — какие $k$ объектов ты выбираешь и в каком порядке ты их располагаешь.
Примеры из жизни
Ситуация$n$$k$Почему порядок важен
Вручение золотой, серебряной и бронзовой медалей 3 из 10 спортсменов103Золото–Серебро–Бронза — это не то же самое, что Серебро–Золото–Бронза
Выбор председателя, заместителя и казначея из 8 членов клуба83Каждая должность отличается от другой
Составление 4-буквенного «слова» из 26 различных букв (без повторений)264АБВГ ≠ ГВБА
Рассадить 5 человек на 3 пронумерованных стула53Стул 1, стул 2 и стул 3 — это разные места

2. Вывод формулы с помощью правила умножения

Заполняем $k$ позиций по одной:

ПозицияДоступные варианты
1-я$n$
2-я$n-1$
3-я$n-2$
$\vdots$$\vdots$
$k$-я$n - k + 1$

По правилу умножения (произведения):

$$ P(n,k) = n \cdot (n-1) \cdot (n-2) \cdots (n-k+1) $$

Это произведение ровно $k$ последовательных убывающих целых чисел, начиная с $n$.

Компактная факториальная форма

Умножим и разделим на $(n-k)!$:

$$ P(n,k) = \frac{n!}{(n-k)!} $$
Почему это работает? Числитель $n!$ содержит все множители от $n$ до $1$. Деление на $(n-k)!$ сокращает множители $(n-k)(n-k-1)\cdots 2 \cdot 1$, оставляя ровно $k$ множителей: $n(n-1)\cdots(n-k+1)$.
Быстрая схема вывода

Для $P(5,3)$:

$$ P(5,3) = 5 \times 4 \times 3 = 60 \quad\text{или эквивалентно}\quad \frac{5!}{(5-3)!} = \frac{120}{2} = 60 $$

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 16
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя