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導讀:
一、集合元素的個數以最常見的全排列為例,用1、2、3、4、5、6、7、8、9組成數字不重復的九位數,則每一個九位數都是集合A的一個元素,集合A中共有9!個元素。以下我們用S(A)表示集合A的元素個數。
二、集合的對應關系兩個集合之間存在對應關系(以前學的函數的概念就是集合的對應關系)。如果集合A與集合B存在一一對應的關系,則S(A)=S(B)如果集合A中每個元素對應集合B中N個元素,則集合B的元素個數是A的N倍(嚴格的定義是把集合B分為若干個子集,各子集沒有共同元素,且每個子集元素個數為N,這時子集成為集合B的元素,而A的元素與B的子集有一一對應的關系,則S(B)=S(A)*N
例1:用1、2、3、4、5、6、7、8、9組成數字不重復的六位數集合A為數字不重復的九位數的集合,S(A)=9!集合B為數字不重復的六位數的集合。把集合A分為子集的集合,規則為前6位數相同的元素構成一個子集。顯然各子集沒有共同元素。每個子集元素的個數,等于剩余的3個數的全排列,即3!這時集合B的元素與A的子集存在一一對應關系,則 S(A)=S(B)*3! S(B)=9!/3!這就是我們用以前的方法求出的P(9,6)
例2:從編號為1-9的隊員中選6人組成一個隊,問有多少種選法?設不同選法構成的集合為C,集合B為數字不重復的六位數的集合。把集合B分為子集的集合,規則為全部由相同數字組成的數組成一個子集,則每個子集都是某6個數的全排列,即每個子集有6!個元素。這時集合C的元素與B的子集存在一一對應關系,則 S(B)=S(C)*6! S(C)=9!/3!/6!這就是我們用以前的方法求出的C(9,6) 以上都是簡單的例子,似乎不用弄得這么復雜。但是集合的觀念才是排列組合公式的來源,也是對公式更深刻的認識。大家可能沒有意識到,在我們平時數物品的數量時,說1,2,3,4,5,一共有5個,這時我們就是在把物品的集合與集合(1,2,3,4,5)建立一一對應的關系,正是因為物品數量與集合(1,2,3,4,5)的元素個數相等,所以我們才說物品共有5個。
我寫這篇文章的目的是把這些潛在的思路變得清晰,從而能用它解決更復雜的問題。
例3:9個人坐成一圈,問不同坐法有多少種? 9個人排成一排,不同排法有9!種,對應集合為前面的集合A 9個人坐成一圈的不同之處在于,沒有起點和終點之分。設集合D為坐成一圈的坐法的集合。以任何人為起點,把圈展開成直線,在集合A中都對應不同元素,但在集合D中相當于同一種坐法,所以集合D中每個元素對應集合A中9個元素,所以S(D)=9!/9 我在另一篇帖子中說的方法是先固定一個人,再排其他人,結果為8!。這個方法實際上是找到了一種集合A與集合D之間的對應關系。用集合的思路解決問題的關鍵就是尋找集合之間的對應關系,使一個集合的子集與另一個集合的元素就會形成一一對應的關系。
例4:用1、2、3、4