如何推導組合公式

在看到教科書上印刷或老師在板上書寫的公式后,有時令人驚訝地發(fā)現,許多這些公式可以從一些基本的定義和仔細的思考中得出。在檢查組合公式時,概率尤其如此。這個公式的推導實際上只是依賴于乘法原理。

乘法原理

假設有一項任務要做,這個任務總共分為兩個步驟。第一步可以以k的方式完成,第二步可以以n的方式完成。這意味著將這些數字相乘在一起后,執(zhí)行任務的方式數量nk。

例如,如果您有十種冰淇淋可供選擇,三種不同的藥水,您可以制作多少一勺,一個藥水周日?乘以10得到30個星期日。

形成排列

現在,使用乘法原理來推導取自一組n元素的r元素的組合數的公式。令P(n,r)表示來自一組nC(n,r)r元素的置換數>表示來自一組n元素的r元素的組合數。

考慮從總共n形成r個元素的排列時會發(fā)生什么。把這個看作是一個兩步過程。首先,從一組n中選擇一組r元素。這是一個組合,有C(n,r)方法可以做到這一點。該過程的第二步是對r元素進行排序,其中第一個選擇r,第二個選擇r-1,r-2,倒數第二個選擇2個,**一個選擇1個。根據乘法原理,有rx(r-1)x。x 2 x 1=r!方法來做到這一點。這個公式是用因子符號寫成的。

公式

的推導

為了概括,Pn,r),從總共中形成r元素排列的方式數量n由下式確定:

  1. Cn,中的任何一個中,在總共n中形成r元素的組合r)方式
  2. 排序這些r元素r中的任何一個!方式。

通過乘法原理,形成置換的方式的數目是Pn,r)=Cnr)xr!。

使用置換公式Pn,r)=n!/(n-r)!,可以代入上述公式青春期健康知識講座

n!/(n-r)!=Cnrr!。

現在解決這個問題,組合的數量,Cn,r),并看到Cn,r)=n!/[r!(n-r)!].

如圖所示,一點點思想和代數可以走很長的路。概率和統計中的其他公式也可以通過仔細應用定義來推導出來。