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輸入計算

數學公式

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結果

組合數 C(n, r)
10
unordered selections of 2 from 5
項目總數 (n) 5
選取數量 (r) 2
組合 C(n, r) 10
排列 P(n, r) 20

什麼是組合計算機?

這個工具用來計算:當順序無關緊要時,從 n 個項目中挑出 r 個,總共能組成多少種不同的組合。組合數寫作 \(C(n, r)\),也就是俗稱的「n 取 r」。從樂透中獎機率、撲克牌型,到委員會人選、各種機率問題,處處都能見到它的身影。

如何使用

輸入可挑選的項目總數(n),再輸入你想選出的數量(r)。計算機會回傳 \(C(n, r)\),也就是不計順序的選法總數;同時也會列出 \(P(n, r)\),即計入順序的排列總數,方便你對照比較。如果 r 大於 n,結果會是 0,因為你不可能選出比現有項目還多的數量。

公式解析

組合公式為 $$C(n, r) = \frac{n!}{r!\,(n - r)!}$$。其中 \(n!\)(讀作「n 階乘」)是從 1 乘到 n 的所有正整數連乘積。除以 \(r!\) 是為了去除重複的排序(因為組合不分順序),而除以 \((n - r)!\) 則是處理沒被選中的那些項目。排列則使用 $$P(n, r) = \frac{n!}{(n - r)!}$$,由於它保留順序,所以算出來的數目會更多:$$P(n, r) = C(n, r) \times r!$$。

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用三個彩色圓圈對比組合(忽略順序)與排列(順序重要)的示意圖
組合計算不考慮順序的選取;排列計算有順序的排列。

範例演算

從 5 個人當中,可以組成幾組 2 人小隊?$$C(5, 2) = \frac{5!}{2!\,(3!)} = \frac{120}{2 \cdot 6} = \frac{120}{12} = 10$$。也就是說,共有 10 種配對方式。相對地,\(P(5, 2) = \frac{5!}{3!} = 20\),因為此時順序有意義(例如先選隊長、再選副隊長就算不同)。

展示從四個元素a、b、c、d中選出的所有無序對的插圖
從4個中選2個得到\(C(4,2) = 6\)個不同的無序對。

常見問題

組合與排列有什麼差別?組合不分順序(\(\{A, B\} = \{B, A\}\));排列則計入順序(\(\{A, B\} \neq \{B, A\}\))。

\(C(n, 0)\) 等於多少?永遠是 1 —— 因為「什麼都不選」剛好只有一種方式。

r 可以等於 n 嗎?可以。\(C(n, n) = 1\),代表把整組全部取走的唯一方式。

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