UnitConv

排列组合计算器

精确计算 nPr 和 nCr 并显示分步过程

可供选择的项目总数。

选取的项目数(0 ≤ r ≤ n)。

排列
5P2
20
顺序有关(nPr)
组合
5C2
10
顺序无关(nCr)

分步计算

5P2
= 5! ÷ (52)!
= 120 ÷ 6
= 20
5C2
= 5! ÷ (2! × (52)!)
= 120 ÷ (2 × 6)
= 10
5!
120
2!
2
(52)!
6

公式

nPr = n! ÷ (n − r)!
nCr = n! ÷ (r! × (n − r)!)

排列计算有序的排列方式,组合计算无序的选取方式。两者使用相同的阶乘,但组合要除以 r! 以去除重复的排列顺序。

什么是排列和组合?

排列和组合是计数的两个核心概念。排列计算从 n 个项目中选取 r 个并考虑顺序时的方案数——比如比赛的第一、第二、第三名,或密码中字母的顺序。组合计算从 n 个中选取 r 个但不考虑顺序时的方案数——比如选举委员会、一手牌或一组彩票号码。由于忽略顺序,每个组合对应 r! 种不同的排列,这正是 nCr = nPr ÷ r! 的原因。这些计数是概率、统计、二项式定理以及无数实际问题(从密码强度到遗传学)的基础。

使用方法

输入总数 n 和选取数 r(0 ≤ r ≤ n)。计算器会立即显示排列数(nPr)和组合数(nCr)、所用的阶乘 n!、r! 和 (n − r)!,以及从代入到结果的完整分步过程,方便核对。展开“可重复”还可查看可重复使用项目时的 n^r 和 C(n+r−1, r)。即使 n 很大,结果也是精确的。

公式

排列(顺序有关):nPr = n! ÷ (n − r)!。组合(顺序无关):nCr = n! ÷ (r! × (n − r)!)。例如 5P2 = 5! ÷ 3! = 120 ÷ 6 = 20,而 5C2 = 5! ÷ (2! × 3!) = 120 ÷ 12 = 10。允许重复时,排列为 n^r,组合为 C(n+r−1, r)。一个重要性质是对称性 nCr = nC(n − r),因此 20C10 = 184756,52C5 = 2598960。

结果解读

nPr 表示有序排列的总数;nCr 表示无序分组的总数。由于 nCr = nPr ÷ r!,组合数总是更小(当 r 为 0 或 1 时相等)。阶乘增长极快——20! 已有 19 位数字——所以对于较大的输入,结果会以精确整数加上简洁的科学计数法近似值显示。如果出现错误,请检查 n 和 r 是否为整数,以及 r 是否不大于 n。

常见问题

排列和组合有什么区别?

排列计算顺序有关的排列(ABC ≠ CBA),组合计算顺序无关的选取(ABC = CBA)。因此 nPr 总是不小于 nCr。

如何计算 nPr 和 nCr?

使用 nPr = n! ÷ (n − r)! 和 nCr = n! ÷ (r! × (n − r)!)。例如 10P3 = 720,10C3 = 120。

为什么 0! 等于 1?

排列“无”恰好只有一种方式,所以定义 0! = 1。这使 nC0 = 1、nCn = 1 等恒等式保持一致。

能处理非常大的数吗?

可以。计算器使用大整数运算,因此超过 20! 的阶乘和计数都能精确计算,并显示科学计数法近似值以便阅读。