透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

廣告

結果

全部 n 個物件的排列總數(nPn = n!)
265252859812191058636308480000000
for n = 30
r nPr(排列數)
0 1
1 30
2 870
3 24360
4 657720
5 17100720
6 427518000
7 10260432000
8 235989936000
9 5191778592000
10 109027350432000
11 2180547008640000
12 41430393164160000
13 745747076954880000
14 12677700308232960000
15 202843204931727360000
16 3042648073975910400000
17 42597073035662745600000
18 553761949463615692800000
19 6645143393563388313600000
20 73096577329197271449600000
21 730965773291972714496000000
22 6578691959627754430464000000
23 52629535677022035443712000000
24 368406749739154248105984000000
25 2210440498434925488635904000000
26 11052202492174627443179520000000
27 44208809968698509772718080000000
28 132626429906095529318154240000000
29 265252859812191058636308480000000
30 265252859812191058636308480000000

什麼是排列數 nPr 表計算機?

這個工具只需輸入一個相異物件的數量 \(n\),就能產生完整的排列數表格,列出 \(r\) 從 0 到 \(n\) 之間每一個數值對應的 \({}_{n}P_{r}\)。所謂排列,是指當順序有意義時,從 \(n\) 個物件中取出 \(r\) 個加以排列的方法總數。由於結果會以階乘的速度急遽增大,本計算機採用大整數精確運算,因此即使是像 \(30!\) 這樣龐大的數值也能完整無誤地呈現。這純粹屬於組合數學的範疇,世界各地的算法完全相同,並不會因國家或地區而異。

使用方式

輸入物件數量 \(n\)(一個非負整數,預設為 30)後送出。計算機會以「全部物件的排列總數」(\({}_{n}P_{n} = n!\))作為主要結果,並附上逐列的表格,列出 \(r = 0, 1, 2, ..., n\) 各自對應的 \({}_{n}P_{r}\)。每一列可解讀為:「從 \(n\) 個物件中選取 \(r\) 個進行有序排列的方法數」。

公式詳解

核心公式為 $${}_{n}P_{r} = \frac{\text{n}!}{\left(\text{n} - r\right)!}$$ 換個角度來看,\({}_{n}P_{r}\) 也等於遞減階乘 \(n \times (n-1) \times ... \times (n - r + 1)\),也就是剛好 \(r\) 個遞減項的乘積。幾個特殊情況:\({}_{n}P_{0} = 1\)(空排列)、\({}_{n}P_{1} = n\)、\({}_{n}P_{n} = n!\)。本計算機在建表時採用高效率做法:從 \(P = 1\) 開始,每一步乘上 \((n - r + 1)\),因此不必另外去計算龐大的階乘。

Advertisement
從 n 個中選取並排列 r 個不同元素的示意圖,顯示 n! 除以 (n-r)!
\({}_{n}P_{r}\) 表示從 \(n\) 個不同物件中選取 \(r\) 個進行有序排列的方式數。

實例演算(n = 5)

從 1 開始逐步相乘:\({}_{5}P_{0} = 1\)、\({}_{5}P_{1} = 5\)、$${}_{5}P_{2} = 5 \times 4 = 20$$ $${}_{5}P_{3} = 5 \times 4 \times 3 = 60$$ \({}_{5}P_{4} = 120\)、\({}_{5}P_{5} = 120\)。值得注意的是,\({}_{5}P_{4}\) 與 \({}_{5}P_{5}\) 相等,因為最後一個乘上的因數是 1。

分支樹顯示 n=5 排列中 5、4、3 遞減的選擇
當 \(n=5\) 時,有序選擇依次為 5、4、3……遞減,得出各個 \({}_{n}P_{r}\) 值。

常見問題

為什麼 \({}_{n}P_{0}\) 等於 1?排列零個物件的方法只有一種,也就是空排列。

如果 \(r\) 大於 \(n\) 會如何?你無法取出比現有物件更多的數量,因此 \({}_{n}P_{r} = 0\);這也是為什麼表格到 \(r = n\) 為止。

排列數 \({}_{n}P_{r}\) 與組合數 \({}_{n}C_{r}\) 有何不同?排列計算的是有序的排列方式,組合計算的則是無序的選取方式。兩者的關係為 $${}_{n}P_{r} = {}_{n}C_{r} \times r!$$

最後更新: