Пусть имеется множество, состоящее из n элементов. Обозначим его U
n.
Перестановкой из n элементов называется заданный порядок во множестве U
n.
Примеры перестановок:
1)распределение n различных должностей среди n человек;
2)расположение n различных предметов в одном ряду.
Сколько различных перестановок можно образовать во множестве U
n? Число перестановок обозначается P
n (читается Р из n).
Чтобы вывести формулу числа перестановок, представим себе n ячеек, пронумерованных числами 1,2,...n. Все перестановки будем образовывать, располагая элементы U
n в этих ячейках. В первую ячейку можно занести любой из n элементов (иначе: первую ячейку можно заполнить n различными способами). Заполнив первую ячейку, можно n-1 способом заполнить вторую ячейку (иначе: при каждом способе заполнения первой ячейки находится n-1 способов заполнения второй ячейки). Таким образом существует n(n-1) способов заполнения двух первых ячеек. При заполнении первых двух ячеек можно найти n-2 способов заполнения третьей ячейки, откуда получается, что три ячейки можно заполнить n(n-1)(n-2) способами. Продолжая этот процесс, получим, что число способов заполнения n ячеек равно n(n-1)(n-2)...3•2•1. Отсюда
Число n(n - 1)(n - 2)...•3•2•1, то есть произведение всех натуральных чисел от 1 до n, называется "n-факториал" и обозначается n!. Отсюда P
n =n!
Пример. 5!=5•4•3•2=120 .
По определению считается: 1!=1; 0!=1.
Размещениями из n элементов по k элементов будем называть упорядоченные подмножества, состоящие из k элементов, множества U
n - (множества, состоящего из n элементов). Число размещений из n элементов по k элементов обозначается A
nk (читается "А из n по k").