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輸入計算

數學公式

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結果

排列數 (nPr)
20
有順序的排列方式
組合數 (nCr) 10
n!(n 的階乘) 120

這個計算器的用途

這個工具可以同時計算排列數(nPr)組合數(nCr):從總共 n 個項目中選出 r 個。排列計算的是「有順序」的排列方式總數,組合則計算「不考慮順序」的選取方式總數。計算器同時也會顯示 n 的階乘,方便你對照參考。

使用方法

輸入項目總數 n 以及你要選取的數量 r,其中需符合 \(0 \le r \le n\)。按下計算,即可看到 nPr 與 nCr 的結果。如果 r 大於 n,結果會是 0,因為你無法選出比實際存在還多的項目。

公式解析

階乘 n! 是從 1 連乘到 n 的所有正整數乘積(例如 \(5! = 5\times4\times3\times2\times1 = 120\))。排列公式為 $$nPr = \frac{n!}{(n-r)!}$$——順序很重要,因此交換兩個被選中的項目會被視為不同的排列。組合公式為 $$nCr = \frac{n!}{r!\,(n-r)!}$$——多除以一個 r!,目的是消去重複的順序,因為組合不在乎排列先後。

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對比同一組元素的有序排列與無序組合的示意圖
排列計算有序排列,組合計算同一組元素的無序選取。

實際範例

假設 n = 5、r = 2。那麼 $$nPr = \frac{5!}{3!} = \frac{120}{6} = 20$$ 代表有 20 種有順序的配對。而 $$nCr = \frac{5!}{2! \times 3!} = \frac{120}{2 \times 6} = \frac{120}{12} = 10$$ 代表有 10 種不分順序的配對。可以發現 nPr 永遠大於或等於 nCr,因為每一種組合都可以再排出 r! 種不同的順序。

以網格選取方式展示從n個元素中選r個的解題範例
從n個元素中選取r個,這是nPr和nCr計算的基礎。

常見問題

什麼時候該用排列、什麼時候該用組合?當順序有意義時就用排列(例如排名、密碼、賽跑名次);當順序無關緊要時則用組合(例如樂透選號、委員會成員、撲克牌牌型)。

如果 r = 0 會怎樣?此時 nPr 與 nCr 都等於 1——因為「什麼都不選」恰好只有一種方式。

n 最大可以輸入多少?階乘的成長速度極快,因此本計算器最多支援 \(n = 170\),超過這個數值就會超出浮點數可表示的範圍。

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