什麼是組合計算機?
所謂「組合」,是指從一個較大的集合中挑選若干項目,而且不考慮順序、每個項目最多只取一次。本計算機可算出 nCr——也就是從 n 個不同項目中,選出大小為 r 的不同群組共有幾種。它是排列組合、機率、樂透分析與統計學中的核心工具。
如何使用
輸入項目總數 n,再輸入想要選取的數量 r,計算機便會立即顯示有幾種不同的組合。請注意 \(r\) 不能大於 \(n\);若選取的數量超過實際存在的項目,數學上無定義,計算結果會回傳零。
公式說明
組合數的計算公式為:
$$C(n, r) = \binom{n}{r} = \frac{n!}{r!\,\left(n - r\right)!}$$這裡的「!」代表階乘(也就是從 1 一路乘到該數字的所有正整數之積)。同時除以 \(r!\) 與 \((n-r)!\),是為了去除排列中會重複計算的不同排列順序,因為在組合裡順序並不重要。為了在數字很大時仍維持精準,本工具採用連乘(乘法)方式計算,而非直接運算龐大的階乘。
實際範例
從 5 位學生中挑出 3 位,共有幾種選法?套用公式:$$\frac{5!}{3! \times 2!} = \frac{120}{6 \times 2} = \frac{120}{12} = 10$$因此可組成 10 種不同的三人小組。
常見問題
組合(combination)和排列(permutation)有什麼不同?排列在意順序(AB ≠ BA),組合則不在意順序(AB = BA)。在相同的 \(n\) 與 \(r\) 之下,排列的數量永遠大於或等於組合。
nC0 或 nCn 等於多少?兩者都等於 1——一個都不選只有一種方式,全部都選也只有一種方式。
這個計算機允許重複選取嗎?不允許。本計算機算的是不重複的組合,意即每個項目最多只能被選取一次。