我们仍然用n代表东西的数目(在数学上算数的时候,朋友,你不必生气,人也只是一种东西,倒无关于他有没有当科长的福分),不过位置的数目既和东西的不同,所以得另用一个字母来代表,譬如用m。这一来我们的题目变成:
“在n个东西里面取出m个来的排法。”
照前面的推论法,m个位置,n个东西,第一位的排法是n;第二个位置的排法,因为东西已少了一个,所以只有n-1;第三个位置,东西又少了一个,所以只有n-2个排法……照推下去,直到第m个位置,它的前面有m-1个位置,而每一个位置都拉了一个人去,所以被拉去的共有m-1个人,就总人数说,这时已少了m-1个,只剩n-(m-1)个了,所以这个位置的排法是n-(m-1)。
这样一来,一总的排法便是:
n×(n-1)×(n-2)×(n-3)×…×[n-(m-1)]
比如n是11,m是4,代进去就得:
11×(11-1)×(11-2)×(11-3)=11×10×9×8=7920
在实际上只要从n写起,往下一共连着写m个就行了。
这种排法也有一个符号,就是Amn。A右下方的n表示一总的个数,A右上方的m表示取出来排的个数,所以如在26个字母当中取出5个来排,它的方法一共就是A526。
将上面的计算用这符号连起来,就得出下面的关系:
Amn=n×(n-1)×(n-2)×…×[n-(m-1)] (1)
这里有一件很有趣味的事,譬如我们将前面说过的第一种排法也用这里的符号来表示,那就成为Ann,所以:
Ann=n! (2)
在n个东西当中去了m个,剩的还有n-m个,这n-m个若自己掉去掉来地排,它的数目就应当是:
An-mn-m=(n-m)! (3)
朋友,我问你,用(n-m)!去除n!得什么?
你们如果想不出,就不必客气将它们写出来看:
从这个式子一看分子和分母将公因数消去后,恰好得:
这式子的右边和(1)式的完全一样;所以
这个式子很有一点意思,我们可以这样想:从n个当中取出m个来排,和将n个全排好,从第m+1个起截断一样,因为Ann是n个的排列,An-mn-m是m个以后所余的东西的排列。
举个例子来说,5个字母取出3个来的排法是A35,而5-3=2,
关于这两种排列法的计算,基本的原理不过就是这样。但应用起来却并不十分容易,因为许多题目往往包含着一些特别条件,它们所能排成功的数目就要减少不小。譬如八个人坐的是圆桌,大家又预先说明没有什么叫首座,这比他们坐八仙桌的变化就少得多。又譬如在八个人当中有两个是夫妻,非挨着坐不可,或是有两个是生冤家死对头,不能坐在一起,或是有一个人是左手拿筷子的,若坐在别人的右方不免要和别人的筷子冲突起来……这些条件是数不尽的,只要有一个存在,排列的数目就得减少。朋友,你真要详细知道,我只好劝你去读教科书或去请教你的教师,这里却不谈了。
呵!你也许不免要急得跳起来吧?说了这半天,和“八仙过海”有什么关系呢?这是我们应当赶快解决的,不错。但还得请你忍耐一下,单是这样,这架子还不够,不能好好儿地就将“八仙过海”这一类的玩意儿往上摆。我们得另外说一种别的排列法。
前面的两种都是不重复的,但“八仙过海”每一个钱的三次位置不是上就是下,所以总得重复,这种排列法究竟和前面所说过的两种有点大同小异,就算它是第三种吧。
第三种是n种东西m次数可重复的顺序。就用“八仙过海”做例子,排去排来,不是上便是下,所以只算得有两种东西,我们无妨用a、b来代表它们。
首先说两次的排法,就和图36一样。第一个位置因为我们只有a、b两种不同的东西,所以只好有2种排法。
