七八仙过海(第5页)
5×4×3×2×1=120
前面是从1起连续的整数相乘一直乘到4,这里是从1起乘到5。假如有六个位置和六个钱,同样我们很容易知道是从1起将连续的整数相乘乘到6为止,就是:
6×5×4×3×2×1=720
譬如有八个人坐在一张八仙桌上吃饭,那么他们的坐法便有40320种,因为:
8×7×6×5×4×3×2×1=40320
你家请客常常碰到客人推让座位吗?真叫他们推来推去,要让完这40320种排法,从天亮到天黑也让不完呢。
一般的法则,假设位置是n个,钱也是n个,它们的排法便是:
n×(n_1)×(n_2)……×5×4×3×2×1
这样写起来太不方便了,不是吗?在数学上,对于这种从1起到n为止的n个连续整数相乘的把戏,给它起一个名字叫“n的阶乘”,又用一个符号来代表它,就是n!,用式子写出来便是:
n的阶乘=n!=n×(n_1)×(n_2)……×5×4×3×2×1所以8的阶乘=8!=8×7×6×5×4×3×2×1=40320
6的阶乘=6!=6×5×4×3×2×1=720
5的阶乘=5!=5×4×3×2×1=120
4的阶乘=4!=4×3×2×1=24
3的阶乘=3!=3×2×1=6
2的阶乘=2!=2×1=2
1的阶乘=1!=1
有了这个新的名词和新的符号,说起来就便当了!“n个东西全体不重复的排列就等于n的阶乘n!。”
但在平常我们排列东西的时候,往往遇见位置少而东西多的情形。举个例说,譬如你有一位朋友,他运道来了,居然奉国民政府的命令去当什么县的县长。这时你跑去向他贺喜,这自然是值得贺的,不是吗?已升官就可发财了!但是当你看到他时,一眼就可以看出来,他的脸孔上直一条、横一条的喜纹当中也夹着正一条、歪一条的愁纹。你若问他愁什么,他定会告诉你,一个衙门里不过三个科长、六个科员、两个书记,荐人来的便签倒有三四十张,这实在难于安排。
真的,朋友,莫怪你的朋友难于安排,他想不得罪人简直不行!就算他只接到三十张荐人的便签,就算他的衙门里从科长数到洗马桶的总共要用三十个人,但是人全是两道眉毛横在两只眼睛上的,哪个会看得见自己的眉毛的粗细,哪个不想当第一科科长!倘使你的朋友请你替他安排,你左排也不是,右排仍然不是,你也只得在脸上挂起愁纹来了。三十个人排来排去有多少?我没有这样的闲工夫去算,你只要想,单是八的阶乘就已有40320了,那三十的阶乘将是多么大的一个数!
笔一滑,又说了一段空话,转到正文吧。
譬如你那朋友接到的便签当中只有十张是要当科长的,科长的位置总共是三个,有多少种排法呢?这就归到第二种的顺列法。
第二,我们来讲几个东西部分的、不重复的顺列法。因为粥少僧多,所以只有一部分人的便签有效。因为国民政府的命令兼差不兼薪,没有哪个人这般傻气,吃一个人的饭肯做两个人的事,所以排起来不重复。
从十张便签中抽出三个来,分担第一、第二、第三科的科长,这有多少法子呢?
朋友,你对于第一个法子若是真明白了,这一个是很容易的。
第一科长没有定人时,十张便签都有同样的希望,所以这个位置的排法是10。
第一科长已被什么人得去了,只剩九个人来抢第二科的科长,所以第二个位置的排法是9。同一个道理第三个位置的排法是8,照第一种方法推来,这三个位置的排法总共应当是:
10×9×8=720
若是你的朋友接到的便签中间,想当科长的是十一个或九个,那么其排法就应当是:
11×10×9=990
或9×8×7=504
若是他的衙门里还有一个额外科长,总共有四个位置,那么他的安排应当是:
10×9×8×7=5040
11×10×9×8=7920
或9×8×7×6=3024
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),不过位置的数目既然和东西的不同,所以得另用一个字母来代表,譬如用m,我们的题目变成了这样:“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,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,总共的排法便是:
比如n是11,m是4,代进去就得: