什麼是「不重複組合」?
不重複組合(combination without repetition)計算的是:從 n 個不同的項目中挑出 r 個,在「不計順序」且「同一項目不能重複選取」的前提下,總共能組成幾種相異的群組。它可以回答像是「五張牌的撲克牌型共有幾種?」或「從 10 個人中選出 3 人組成委員會有幾種選法?」這類問題。
如何使用這個計算機
在 n 欄位輸入可供挑選的項目總數,在 r 欄位輸入你想挑選的項目數量,計算機就會立即算出 \(C(n, r)\),也就是相異組合的總數。請注意 \(r\) 不能大於 \(n\);一旦 \(r\) 超過 \(n\),結果會是 0,因為你無法挑出比現有項目還多的數量。
公式解析
公式為 $$C(n, r) = \frac{n!}{r!\,(n - r)!}$$其中「!」代表階乘(即從 1 連乘到該數字的乘積)。分子 \(n!\) 計算的是所有「有順序」的排列方式;除以 \(r!\) 是為了去除被挑選群組內部的順序差異,再除以 \((n - r)!\) 則是去除沒被挑到的項目之間的順序差異。為了在數字很大時仍維持精準,本工具採用逐步迭代運算,而非直接計算龐大的階乘值。
實際範例
從 5 種配料中挑出 2 種,共有幾種選法?$$C(5, 2) = \frac{5!}{2!\,\cdot\,3!} = \frac{120}{2 \cdot 6} = \frac{120}{12} = \mathbf{10}$$也就是說,總共有 10 種不同的配料搭配組合。
常見問題
組合(combination)和排列(permutation)有什麼不同?排列在意順序(AB ≠ BA);組合則不計順序(AB = BA)。因此在相同條件下,組合的數量一定小於或等於排列的數量。
\(C(n, 0)\) 等於多少?等於 1——因為「什麼都不選」剛好只有一種方式。
這裡的「不重複」很重要嗎?很重要。「不重複」表示每個項目在一個群組中最多只能出現一次,這正是本計算機所處理的標準 nCr 情境。