排列组合

组合数学中的基础概念
排列(英文:arrangement)与组合(英文:combination)是组合学中的基本概念之一。一般地,从
个不同元素中取出
个元素,并按照一定的顺序排成一列,叫做从
个不同元素中取出
个元素的一个排列。从
个不同元素中取出
个元素作为一组,叫做从
个不同元素中取出
个元素的一个组合。[1][2]
印度有着世界上组合规则的最早记录。约公元前600的苏斯鲁塔(Susruta)的医学论文中给出了从六种不同的味道物品中分别取
种的组合方法。公元前300年左右,印度耆那教的文献已提到排列组合,并给出了三个排列数和三个组合数。约公元850年数学家马哈维拉(Mahavira)给出了
个物体中每次取
个的取法数的一般完整组合公式,可以表述成现代的公式
。1150年印度数学家巴什迦罗(Bhaskara Ⅱ)又给出了
,这是构成算术三角形的基本规则。随着印度的数学成就向西方渗透,1321年莱维·本热尔松(Leviben Gerson,1288-1344)给出了印度已知的3个主要规则:
个物体的排列数公式;
个物体中取
个的排列数公式;
个物体中取
个的组合数公式。[3]
组合数具有奇偶性等经典性质,与排列组合相关的概念是二项式定理,在解决问题时往往需要结合使用。[8][9][10]历史上出现了很多组合学名题,包括八皇后问题、旅行家问题、欧拉三十六军官问题等。[11][12][13]此外,排列组合问题包括多种类型,如相邻问题,捆绑问题
,它还可以用于解决生物、化学领域的计数难题,是一项重要的数学工具。[5][6][14][15]

简史

公元前6世纪至14世纪