排列組合・期望值計算機

要不要管順序、能不能重複選?選好算法,就能看精確整數與代入步驟。也可輸入一張機率表,算期望值與分散程度。

計算都在你的瀏覽器完成,輸入與結果只保留在目前分頁的記憶體。

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本工具結果僅供參考。要做重大決定前,請先請教專業人士;本站不對使用結果負責。

1排列組合

n、r 請填 0–1000 的整數。各種類用逗號分隔,合計最多 1000;例如 3,2,2。

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2期望值

最多 20 列。數值可用負數、小數或分數;機率可填 0.5、1/6 或 50%。整列空白會略過。

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怎麼用

上半部選算法、填 n 與 r,再按計算。階乘與環狀排列只用 n;不盡相異物排列改填各種類個數。下半部每列填一個可能數值與它的機率,再按計算。範例按鈕會填入並計算。

排列與組合差在哪

排列要管順序:甲乙與乙甲算兩種。組合不管順序:選到甲乙就是同一組。C幾取幾就是 C(n,r),從 n 個相異物選 r 個。

什麼時候用重複

每個位置都可再選同一種類,用重複排列;不管順序但同一種類可選多次,用重複組合。不盡相異物排列則是把全部物品排成一列,同種類互換不算新排法。

計算依據

n!=1×2×…×n,0!=1
P(n,r)=n!÷(n−r)!
C(n,r)=n!÷[r!(n−r)!]
重複排列=n^r
H(n,r)=C(n+r−1,r)
環狀排列=(n−1)!(n≥1)
不盡相異物排列=總數!÷各種類階乘的乘積

排列會消掉分子與分母共有的 (n−r)!。組合再除以 r!,去掉同一組內的不同順序;計算時取 k=min(r,n−r),以連乘連除保留精確整數。重複組合用隔板法:n 種物品、r 個選取,換成 n+r−1 個位置選 r 個。沒有種類時,選 0 個為 1 種,選正數個為 0 種。

E(X)=Σxᵢpᵢ
Var(X)=Σ(xᵢ−E(X))²pᵢ=E(X²)−E(X)²
σ=√Var(X)

期望值是機率加權的長期平均,不保證單次會發生。變異數描述數值離期望值的分散程度;標準差是變異數的平方根。

限制

計數使用 BigInt 保留精確整數;很長的結果預設收起,展開後可換行。環狀排列只合併旋轉,不合併鏡像。重複排列的 0^0 以空序列約定為 1。

機率必須在 0 到 1 之間,總和必須精確等於 1,否則暫停計算;不會自動調整。比例調整需要總和大於 0。小數與分數都先轉成精確分數運算;每個欄位最多 100 字,支援一般十進位小數,不支援科學記號。結果同時列最簡分數與小數近似,小數取到 12 位;標準差保留根號形式並以浮點數近似。

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常見問題

排列和組合怎麼選?

順序不同算不同結果,就用排列;只看選到哪些物品,不管順序,就用組合。

0! 和選 0 個是多少?

0! 定義為 1。選 0 個只有空集合這一種,所以 P(n,0)、C(n,0) 與重複選 0 個都算 1。本頁的重複排列也以空序列約定 0^0=1。

環狀排列可以翻面嗎?

本頁只把旋轉後相同的排法合併,鏡像不合併。n 至少為 1;0 個物品的環狀排列不在本頁定義內。

期望值一定會出現嗎?

不一定。期望值是依機率加權的長期平均。例如公正骰子的期望值是 3.5,但單次不會擲出 3.5。

機率加起來不是 1 怎麼辦?

本頁會列出目前總和,暫停顯示期望值、變異數與標準差。先檢查是否漏列;若要把現有機率當權重,可自行按依比例調整成總和 1。

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