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輸入計算

數學公式

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結果

排列數(nPr)
60
物件總數(n) 5
要排列的物件數(r) 3

這個排列計算機能做什麼

這個計算機可以算出指定物件的排列數——也就是常寫成 nPr 或 \(P(n, r)\) 的數值。所謂排列,是指你從總共 n 個物件中選出 r 個,並把它們依順序排好時,總共有幾種排法。這裡「順序很重要」,所以先選 A 再選 B,和先選 B 再選 A,會被當成兩種不同的結果。你只需要輸入兩個整數,結果就會立即顯示。

兩個輸入值

  • 物件總數(n):你要從中挑選的整組物件數量。
  • 要排列的物件數(r):你從中選出、並依序排好的物件數量。

兩個數值都必須是非負整數,而且 n 必須大於或等於 r。本計算機可接受很大的數值——最大可到 100,000——並採用任意精度運算(BigInteger),因此即使結果龐大,也能精確計算而不會產生四捨五入誤差。

公式

本計算機採用標準的排列公式:

$$P(n, r) = \frac{\text{n}!}{\left(\text{n} - \text{r}\right)!}$$

這裡的「!」代表階乘——也就是從 1 一直乘到該數值的所有整數連乘積。計算機會分別算出 \(n!\) 與 \((n - r)!\),再將兩者相除,得出有序排列的確切數量。

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展示 n 個元素及按順序依次填入的 r 個有序位置的圖示
排列從 n 個不同元素中選出並填滿 r 個有序位置。

範例試算

假設有 5 位選手參加比賽,你想知道前三名(第一、第二、第三)共有幾種可能的名次組合。輸入 n = 5r = 3

  • \(5! = 120\)
  • \((5 - 3)! = 2! = 2\)
  • $$P(5, 3) = \frac{120}{2} = \mathbf{60}$$

因此,前三名的名次共有 60 種可能的有序結果。

展示從 3 個元素中選 2 個的有序排列的樹狀圖
選擇樹:第一個位置有 3 種選法,第二個有 2 種,共 6 種有序排列。

常見問題

排列和組合有什麼不同?
排列計算的是「有順序」的排法,而組合則不計較順序。本計算機採用的是排列公式,所以同一組物件只要排列順序不同,就會被視為不同的結果。

如果 r 比 n 大會怎樣?
這是不允許的。計算機會回報錯誤,因為你不可能排列出比現有物件還多的數量。請務必維持 \(n \geq r\)。

r 可以填 0 嗎?
可以。\(P(n, 0)\) 永遠等於 1,因為「什麼都不排」也算一種排法——也就是空排列。

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