透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

廣告

結果

可重複排列的總數
125
項目種類數(n) 5
要填入的位置數(r) 3

這個計算機的用途

可重複排列計算機可以幫你算出在「允許重複」的情況下,總共能排出多少種有序排列。你從 n 種項目中挑選,並填入 r 個位置;由於每一種項目都可以重複使用,因此每個位置的選擇數量都相同。計算結果就是 n 的 r 次方。這正是處理 PIN 碼、密碼、擲骰子、車牌號碼等「同一個值可以出現不只一次」情境時的經典計數法則。

展示從元素類型集合中有放回有序選取的樹狀圖
每個位置都可以放入 n 種元素類型中的任意一種,選擇可以自由重複。

你需要輸入的數值

  • 項目種類數(n):每個位置可供選擇的不同選項有幾種 — 例如 10 個數字(0–9)或 26 個英文字母。
  • 要填入的位置數(r):你需要填滿幾個位置,例如 PIN 碼中的 4 個數字。

兩個欄位都會以整數讀取,接著工具會回傳所有可能有序序列的總數。

計算公式

本計算採用「可重複排列」法則:

$$P(n, r) = n^{r}$$

邏輯非常直觀:第一個位置可以是 n 種項目中的任何一種,第二個位置同樣可以是 n 種項目中的任何一種(因為允許重複),以此類推直到全部 r 個位置。把 n 連乘 r 次就得到 \(n^{r}\)。這裡順序是有意義的,所以「AB」和「BA」會被視為不同的排列。

Advertisement
一行 r 個位置,每個位置都可放入 n 種元素類型中的任意一種
共有 r 個位置,每個位置都獨立地有 n 種選擇,因此結果為 n 的 r 次方。

實際範例

假設你想算出所有可能的 4 位數 PIN 碼。數字共有 10 種(0 到 9),所以 \(n = 10\);要填入 4 個位置,所以 \(r = 4\)。

  • \(P(10, 4) = 10^{4}\)
  • \(= 10 \times 10 \times 10 \times 10\)
  • = 10,000 種可能的 PIN 碼(從 0000 到 9999)。

只要輸入 \(n = 10\)、\(r = 4\),計算機就會回傳 10,000。

常見問題

這和一般排列有什麼不同?不可重複的標準排列使用 \(n!/(n-r)!\),因為項目不能重複出現。允許重複時,每個位置都仍有 n 種選擇,因此結果是 \(n^{r}\),算出來的數量會更大。

這個計算中順序有差別嗎?有。每一種排列都被當作有序序列來看待,所以相同項目的不同排列順序會分開計算。如果順序沒有差別,那就應該改用「可重複組合」的公式。

r 可以比 n 大嗎?當然可以。因為項目能重複使用,所以 r 大於 n 完全沒有問題 — 例如用 4 種符號排成 6 個字元的代碼,就會得到 \(4^{6} = 4{,}096\) 種結果。

最後更新: