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组合

Combination · k-subset

从有限集合中无序选取固定数量元素所得的子集。

条目类型
定义

形式陈述

A有限集,其基数|A|,并取 0k|A|A 的一个 k-组合就是满足 CA|C|=k 的子集。所有 k-组合组成的集合常记为

(Ak)={CA:|C|=k}.
直觉

组合是从排列中忘掉内部顺序后的对象。每个 k 元子集恰对应 k! 个互异排列,因此除法公式成立的前提是底层元素可区分且不允许重复。这个“先有序计数、再按等大纤维取商”的思路比记住公式更可迁移。

例子与边界

从十名学生中选三人委员会,每个结果是一个三元素子集。(a,b,c)(c,a,b) 是不同有序表,却对应同一组合。标准 k-组合不允许重复选择;允许重复时需要多重集合或“可重复组合”的另一模型。

从五人中选两人共有

(52)=542=10

种:分子先选主席、秘书两个有序位置,除以 2! 忘掉职位。若候选人中有不可区分副本,或允许同一类型重复选取,纤维大小不再由这个公式直接描述。边界值 (n0)=(nn)=1 对应空子集和全集,并不是“没有选择所以为零”。

推论与应用

有限集的固定基数子集二项式系数计数;与乘法原理结合可处理先分阶段选择再忘序的模型。允许重复时转向隔板法,把总体拆成若干无序块时则进入集合划分与 Stirling 数。

参考资料
  • Eric Lehman, F. Thomson Leighton, and Albert R. Meyer, Mathematics for Computer Science, rev. 2018, Chapter 15.
  • Kenneth H. Rosen, Discrete Mathematics and Its Applications, 8th ed., McGraw-Hill, 2019, §6.3.
关系图谱16 个相邻概念 · 1 类关系

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