การเรียงสับเปลี่ยนและการจัดหมู่
| English | ไทย |
|---|---|
| permutation/ˌpɜːmjuːˈteɪʃn/ | การจัดเรียง |
| combination/ˌkɒmbɪˈneɪʃn/ | การผสมผสาน |
| factorial/fækˈtɔːrɪəl/ | แฟกทอเรียล |
| multiplication principle/ˌmʌltɪplɪˈkeɪʃn ˈprɪnsɪpl/ | หลักการคูณ |
จำนวนวิธีการจัดวางหนังสือในชั้นหนังสือ?
- คุณมีหนังสือ 10 เล่ม และต้องการเลือกมาแสดง 3 เล่ม จะทำได้กี่วิธี? หากลำดับสำคัญ คือ การจัดเรียง หาก只是想เลือก 3 เล่มใดๆ คือ การจับคู่
- เทคนิคการนับเป็นรากฐานของความน่าจะเป็น — และปรากฏได้ทุกที่ ตั้งแต่โอกาสรับรางวัลสลากกินแบ่งไปจนถึงความปลอดภัยรหัสผ่าน
ห้องปฏิบัติการการเรียงสับเปลี่ยนหรือการจัดหมู่
เลือกว่าลำดับมีความสำคัญในปัญหาการนับหรือไม่
การเรียงสับเปลี่ยน (ลำดับมีความสำคัญ)
- การจัดเรียง คือการจัดวางที่ ลำดับสำคัญ: ${}^nP_r = \dfrac{n!}{(n-r)!}$.
- ตัวอย่าง: จัดหนังสือ 3 เล่มจาก 10 เล่ม: ${}^{10}P_3 = \dfrac{10!}{7!} = 10 \times 9 \times 8 = 720$.
ตัวอย่างวิธีทำ. สามารถสร้างรหัส 3 ตัวอักษรจาก 26 ตัวอักษรได้กี่รูปแบบ (ห้ามซ้ำ)? ${}^{26}P_3 = 26 \times 25 \times 24 = 15\,600$.

การจัดเรียง: หนังสือ 3 เล่มจัดได้ 3 × 2 × 1 = 6 รูปแบบ
ในการจัดหมู่ ลำดับของสิ่งของที่เลือก:
การจัดหมู่ไม่สนใจลำดับ; การเรียงสับเปลี่ยนนับลำดับ
มีวิธีเรียงหนังสือ 3 เล่มจาก 10 เล่มบนชั้นวางได้กี่วิธี (¹⁰P₃)?
¹⁰P₃ = 10!/(10-3)! = 10!/7! = 10 × 9 × 8 = 720.
การจับคู่ (ลำดับไม่สำคัญ)
- การจับคู่ คือการเลือกที่ ลำดับไม่สำคัญ: ${}^nC_r = \dbinom{n}{r} = \dfrac{n!}{r!\,(n-r)!}$.
- ตัวอย่าง: เลือกหนังสือ 3 เล่มจาก 10 เล่ม: ${}^{10}C_3 = \dfrac{10!}{3!\,7!} = \dfrac{720}{6} = 120$.
การจัดเรียงกับการจับคู่. การเลือกคณะกรรมการ 3 คนจาก 10 คน เป็นการจับคู่ (ลำดับไม่สำคัญ) การเลือกประธาน รองประธาน และเลขาธิการ จาก 10 คน เป็นการจัดเรียง (ลำดับสำคัญ — ตำแหน่งต่างกัน)

ลำดับสำคัญสำหรับการจัดเรียง แต่ไม่สำคัญสำหรับการจับคู่
มีวิธีเลือก 2 จาก 5 ได้กี่วิธี (⁵C₂)?
⁵C₂ = 5!/(2!3!) = 120/(2×6) = 10.
⁵P₃ มีค่ามากกว่า ⁵C₃
⁵P₃ = 60 (ลำดับสำคัญ), ⁵C₃ = 10 (ลำดับไม่สำคัญ) การเรียงสับเปลี่ยนจะมีค่า ≥ การจัดหมู่เสมอ
การจัดวางที่มีตัวซ้ำ
- เพื่อจัดคำที่มีตัวอักษรซ้ำ ให้หารด้วยแฟกทอเรียลของแต่ละจำนวนครั้งที่ซ้ำ
- ตัวอย่าง: NEEDLESS มี 8 ตัวอักษร ที่มี E ซ้ำ 3 ตัว และ S ซ้ำ 2 ตัว: จำนวนการจัด $= \dfrac{8!}{3!\,2!} = \dfrac{40320}{12} = 3360$.
มีวิธีเรียงตัวอักษรของ NEEDLESS ได้กี่วิธี? (8 ตัว: E×3, S×2 → 8!/(3!2!))
8!/(3!2!) = 40320/(6×2) = 40320/12 = 3360.
หลักการคูณ
- หากตัวเลือกหนึ่งทำได้ใน $m$ วิธี และอีกตัวเลือกหนึ่งใน $n$ วิธี ทั้งคู่一起做ได้ใน $m \times n$ วิธี
- ตัวอย่าง: เสื้อ 3 ตัว และกางเกง 4 ตัว → $3 \times 4 = 12$ ชุด
คุณมีเสื้อ 3 ตัวและกางเกง 4 ตัว สามารถสร้างชุดได้กี่ชุด?
3 × 4 = 12 ชุด (หลักการคูณ)
คุณเข้าใจแล้ว
- การจัดเรียง (ลำดับสำคัญ): ${}^nP_r = \dfrac{n!}{(n-r)!}$
- การจับคู่ (ลำดับไม่สำคัญ): ${}^nC_r = \dfrac{n!}{r!(n-r)!}$
- ตัวอักษรซ้ำ: หาร $n!$ ด้วยแฟกทอเรียลของแต่ละตัวซ้ำ (NEEDLESS → $\dfrac{8!}{3!\,2!}$)