順列・組み合わせ
数えることは整数との対応づけ
- 数えることは 数えたいものを整数に対応づけすること
- 数えるときはもれ・ダブりに注意する
- 数えるルールをつくるために、数えたいものがどんな構造をしているか・どんな性質を持っているか理解する。
数え上げの法則
法則自体は丸暗記するひつようはなくて、各法則がどのようにして「もれなく」「だぶりなく」を実現しているかに注目するのが大事。
植木算
- 0のことを忘れない。
- 数が小さいときは数えても確かめられるが、大事なのは一般的なルールとするとどうなるか、を考えること。
- k個目はk-1番
和の法則
積の法則
- 「それぞれに対して」というフレーズがあるときは掛け算すると数えたい数が求まることが多い
置換
- n個のものを順序を考えて並べることを置換という
- たとえば・・3枚のカードの並べ方は1枚めの選び方は3通り、2枚めの選び方は1枚め以外のカード2枚から選ぶので、1枚めの選び方ぞれぞれに対して2通り、3枚めは残り1枚を1枚めと二枚めの選び方ぞれぞれに対して1通り・・なので321
- 1こづつ減っていく掛け算を階乗という
- 表記は n!
- 0の階乗は1と定義されている(最初?だったけれど、1章ででてきた0の用途がこれ)
順列
- たとえば・・・5枚のカードから3枚を選んで順番を考えて並べるとき、1枚めの選び方は5通り、そのそれぞれに対して2枚めの選び方は4通り、そのそれぞれに対して3枚めの選び方は3通りある。
- 一般化するとn枚のカードからk枚を選んで並べるとき、k枚目の選び方はk-1までの選び方ぞれぞれに対してn-k+1通りある。→(n-0),(n-1),(n-2)・・(n-(k-1))までを全て掛け算している
- 5枚から0枚選ぶ順列の総数(どうやって表記したらいいのかわからない・・5P0というやつ)は1と定義されている
樹形図
「3枚のカードから3枚を並べる順列」と、「3種類のカードから重複を許して3枚を並べる順列」は樹形図を書くと違いが一目瞭然。 樹形図は数えるものの性質を見抜く道具として使える。
組み合わせ
順序を考えずに選び出す
- 数え方 順列と同様に「順序を考えて」数え、そのあとに重複してしまった分(重複度)を割り算する。
- 重複度は順序を考えて重複してる分なので、置換の総数のこと
置換と順列と組み合わせの関係の図がめちゃわかりやすい
「3枚の置換」×「5枚から3枚を選ぶ組み合わせ」= 「5枚から3枚を選ぶ順列」
- 作者: 結城浩
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