排列組合計算機

輸入 n 和 k,一次算出排列 P、組合 C、重複排列、重複組合 H 和階乘 n!,並列出完整計算過程。

相異物件的個數(0~1000)

要選出或排列的個數(0~1000)

計算類型

—

精確值

—
位數
—
科學記號
—

計算過程

    什麼是排列組合計算機?

    排列組合計算機把高中數學「排列組合」單元的公式集中在一個畫面。五種結果同時顯示,點選想看的項目,就能看到從代入公式到約分的逐步計算過程。

    採用整數精確運算(BigInt),即使是 100! 這樣有 158 位數 的大數,也能完整顯示每一位,並附上科學記號(9.3326 × 10¹⁵⁷)。

    使用方法

    1. 在 n 輸入物件總數,在 k 輸入要選出或排列的個數。
    2. 排列、組合、重複排列、重複組合與階乘的結果會立即顯示。
    3. 點選想看的項目,下方會出現精確值、位數、科學記號與計算過程。
    4. 數字很大時,可用「複製數值」複製完整數字。

    排列組合公式整理

    類型記號公式例(n=5, k=2)
    排列P⁵₂n! / (n−k)!5 × 4 = 20
    組合C⁵₂n! / (k!(n−k)!)20 ÷ 2 = 10
    重複排列nᵏnᵏ5² = 25
    重複組合H⁵₂C(n+k−1, k)H⁵₂ = C⁶₂ = 15
    階乘n!n × (n−1) × … × 15! = 120

    排列和組合怎麼分?

    順序有差別就是排列,沒有差別就是組合。從 10 人中選出班長和副班長,職位不同,是排列(P¹⁰₂ = 90);從 10 人中選 2 位代表,沒有順序,是組合(C¹⁰₂ = 45)。

    同一物件可以重複選取時就加上「重複」:用數字 1~3 組成 4 位數密碼是重複排列(3⁴ = 81 種);從蘋果、梨子、橘子中買 2 顆水果(可買同一種)是重複組合(H³₂ = C⁴₂ = 6 種)。

    常用數值

    • 大樂透(49 選 6):C⁴⁹₆ = 13,983,816
    • 威力彩第一區(38 選 6):C³⁸₆ = 2,760,681
    • 10! = 3,628,800;20! = 2,432,902,008,176,640,000
    • 0! = 1,C(n, 0) = C(n, n) = 1,C(n, k) = C(n, n − k)

    常見問題

    k 比 n 大會怎樣?

    排列與組合需要選出 k 個相異物,k 大於 n 時方法數為 0。重複排列與重複組合可以重複選取,所以 k 大於 n 也能計算。

    為什麼 0! 等於 1?

    排列 0 個物件的方法只有「什麼都不做」1 種;而且要讓 n! = n × (n − 1)! 在 n = 1 時也成立,必須規定 0! = 1。因此 C(n, 0) = C(n, n) = 1。

    最大可以算到多大?

    n 和 k 各可輸入到 1000。1000! 有 2,568 位數,計算機以整數運算精確算出每一位。

    重複組合為什麼是 C(n + k − 1, k)?

    把 k 顆球和用來分隔 n 種類別的 n − 1 塊隔板排成一列,每種排法對應一種選法;只要從 n + k − 1 個位置中選出放球的 k 個位置即可。