组合数公式是指从n个不同元素中任意选取m (谨慎的行人)个元素进行分组,称为从n个不同元素中提取m个元素的一个组合。 从n个不同元素中提取m (谨慎的行人)个元素的所有组合的个数称为从n个不同元素中提取m个元素的组合数。 用符号c(n,m )表示。
中文名称
组合式
外语名称
组合编号公式的写法
c(m,n )=p ) m,n )/n!
递归公式
c(m,n )=c(m-1,n-1 )=c(m-1,n ) ) ) ) ) ) ) )。
应用领域
公式组合
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有时表示如下
(r )
组合式的导出是从数组式中去除了重复部分。 数组公式建立模型,从n个不同的元素中提取m个并排列成一列(有序),第一个位置有n个选择,第二个位置有n-1个选择) )同样,第三个位置有n-2个选择这样,在第m个位置有n-m 1个选择项的种类不同的排列(全部排列),组合的总数为
组合公式的性质
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组合数学公式递归公式
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等式的左边表示从n个元素中选择m个元素,等式的右边表示该过程的另一种实现方法。 任意选择n中的某个候补要素作为特殊要素。 从n中选择m个要素,从而将是否含有特殊要素分为两种情况。 即,m个被选择要素中包含特殊要素,m个被选择要素中不包含该特殊要素。 前者相当于从n-1个元素中选择m-1个元素组合,即; 后者相当于从n-1个元素中选择m个元素的组合。
关联运用:的二元定理的系数,即这个数列; 任何集合的部分集合的个数都使用这个数列,作为个得到。
组合公式算法示例
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假设15000件产品中有1000件次品,从中抽取150件,求出次品数量的期待和分散?
2、据了解,某射手对同一目标进行射击,使用x进行射击次数,直至命中r次,命中率为p,求e(x )、d ) ) x )。
这两个问题都需要一些技术。 列举几个重要公式,在证明过程中给出变换技术,再以这两个主题为例题。
首先定义符号,用s ) K=1,n ) f ) k表示函数f(k )从K=1到K=N的总和。
公式1 :
c(m-1,N-1 ) c(m-1,n )=c (m,n ) ) ) ) ) ) ) ) )。
公式1证明:
方法1、可以直接利用组合数的公式证明。
方法2 ) )更重要的想法)。
从m个要素中任意指定一个要素。 在n种方法中,含有这一个元素的是c(m-1,N-1 )种组合,不含有这一个元素的是c ) m-1,n )种组合。
因此,成为c(m-1,N-1 ) c(m-1,n )=c (m,n )
公式2 :
s(k=N,m ) c (k-1,N-1 )=c (m,n ) ) m )=n ) ) ) ) ) 652
证明: c(m,n )是从m个中选择n个的方法。
从m个中任意指定M-N个,依次从第1个到第M-N个编号,剩下的有n个。
选择n个的方法可以分为以下几种。
含有1号的是C(M-1,N-1 )种
不含1号,但含2号的是C(M-2,N-1 )种。
虽然不包含从1到M-K号,但包含M-K 1号的是c(k-1,N-1 )种。
不含1至M-N-1,但含有M-N编号的c(n,N-1 )种为不含1至M-N编号的c(n,n )种,但c ) n,n )=c ) N-1,N-1 ) )
因为这两种想法都是从m个东西中选择n个的方法
s(k=n,m ) c (k-1,N-1 )=c(m,n ) ) ) ) ) )
公式3 :
s(k=0,n ) c(p,k ) c(p,N-K )=c (pq,n ) ) p,q (=n ) ) ) ) ) ) 65 )
证明:如果一批产品中含有p个正品和q个次品,从这些产品中选择n个的方法为c(pq,n )。 公式中的k表示选法中正品的数量,
c(p,k ) ) c(p,N-K )在n个产品中有k个正品,表示N-K个不良品的选择方法。 k从0变化为n时,包含正品、不良品数量不同的所有组合。
因此,成为s(k=0,n ) c ) p,k ) c ) q,N-K )=c ) pq,n )
公式4 (转换技巧) :
s(k=0,n ) k*c ) m,k )=s ) k=0,N-1 ) m * c (m-1,k ) ) ) ) ) ) )
证明:
) ) ) ) )。
=s(k=1,n ) k * c (m,k ) ) ) ) ) ) ) ) ) )。
=S(K=1,N)K*M!/K!/(M-K)!
=S(K=1,N)M*(M-1)!/(K-1)!/(M-K)!
=S(K=1,N)M*C(M-1,K-1)
=S(K=0,N-1)M*C(M-1,K)
公式5(公式4的同种)
S(K=0,N)K*(K-1)*C(M,K)
=S(K=0,N-2)M*(M-1)*C(M-2,K)
证明:(类似上式)
S(K=0,N)K*(K-1)*C(M,K)
=S(K=2,N)K*(K-1)*M!/K!/(M-K)!
=S(K=2,N)M*(M-1)*(M-2)!/(K-2)!/(M-K)!
=S(K=2,N)M*(M-1)*C(M-2,K-2)
=S(K=0,N-2)M*(M-1)*C(M-2,K)
公式4用于求数学期望,公式4、公式5结合起来可用于求方差。
例1、设15000件产品中有1000件次品,从中拿出150件,求得到次品数的期望和方差?
解:(本题利用公式3、4、5)
有K件次品的概率为:
P(K)=C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
E(X)
=S(K=0,150)K*C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
=S(K=0,149)1000*C(999,K)*(14000,149-K)/C(15000,150)
=1000*C(14999,149)/C(15000,150)
=10
D(X)
=S(K=0,150)(K-10)*(K-10)*C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
=S(K=0,150)(K*K-K-19*K+100)*C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
=S(K=0,150)K*(K-1)*C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
-19*S(K=0,150)K*C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
+100*S(K=0,150)C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
=S(K=0,148)1000*999*C(998,K)*C(14000,148-K)/C(15000,150)
-19*S(K=0,149)*1000*C(999,K)*C(14000,149-K)/C(15000,150)
+100*S(K=0,150)C(1000,K)*C(14000,150-K)/C(15000,150)
=1000*999*C(14998,148)/C(15000,150)
-19*1000*C(14999,149)/C(15000,150)+100
=138600/14999
=9.240616041
此题推广形式为:
设M件产品中有P件次品,从中拿出N件(N《=P),求得到次品数的期望和方差?
E(X)=P*N/M
D(X)=P*(P-1)*C(M-2,N-2)/C(M,N)
+(1-2*P*N/M)*P*C(M-2,N-2)/C(M,N)+(P*N/M)^2
例2、设某射手对同一目标射击,直到射中R次为止,记X为使用的射击次数,已知命中率为P,求E(X)、D(X)。
解:射中R次,使用的射击次数为K次(K>=R),则前K-1次射中R-1次,第K次射中了,概率为:
P(K)=C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
(以下暂时用W表示无穷大)
射中R次,使用的射击次数可为R次、R+1次...W次
因此S(K=R,W)P(K)=1 (这是概率的特点)
即:S(K=R,W)C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)=1
以上证明的式子是另一个公式,即无论P,R是什么数都成立,以下将应用这一公式。
E(X)
=S(K=R,W)K*C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
=S(K=R,W)K*(K-1)!/(R-1)!/(K-R)!*P^R*(1-P)^(K-R)
=S(K=R,W)R*K!/R!/(K-R)!*P^R*(1-P)^(K-R)
=S(K=R,W)R*C(K,R)*P^R*(1-P)^(K-R)
=R/P*S(K=R,W)C(K,R)*P^(R+1)*(1-P)^(K-R)
令K1=K+1,R1=R+1,则
E(X)=R/P*S(K1=R1,W)C(K1-1,R1-1)*P^R1*(1-P)^(K1-R1)
利用以上公式得
E(X)=P/R
D(X)
=S(K=R,W)(K-R/P)^2*C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
=S(K=R,W)(K*K-2*K*R/P+R*R/P/P)*C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
=S(K=R,W)[K*(K+1)-(K+2*K*R/P)+R*R/P/P]*C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
=S(K=R,W)[K*(K+1)*C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
-S(K=R,W)(K+2*K*R/P)*C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
+S(K=R,W)R*R/P/P*C(K-1,R-1)*P^R*(1-P)^(K-R)
=(推导过程同求E(X),略)
=R(R+1)/P/P-(2*R+P)*R/P/P+R*R/P/P
=(1-P)*R/P/P
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