Pytanie o permutacje z powtórzeniami

Permutacje. Kombinacje. Wariacje. Rozmieszczanie kul w urnach. Silnie i symbole Newtona. Przeliczanie zbiorów. Funkcje tworzące. Teoria grafów.
qww
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 33
Rejestracja: 11 wrz 2010, o 17:40
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 15 razy

Pytanie o permutacje z powtórzeniami

Post autor: qww »

Dzień dobry.

Próbuję zrozumieć jak powstał wzór na permutacje z powtórzeniami, lecz jakoś nie za bardzo mi to idzie.
No wzór jest taki: \(\displaystyle{ \frac{n!}{ k _{1}! \cdot k _{2}! \cdot ... \cdot k_{n}! }}\) , gdzie \(\displaystyle{ k_{n}}\) - to ilość elementów w każdej grupie, zaś \(\displaystyle{ n}\) to łączna ilość wszystkich elementów (suma elementów wszystkich grup). Ale jak to powstało.

Weźmy jako przykład zbiór 3 elementów {\(\displaystyle{ {A,A,B}}\)} z tego otrzymamy rozpisując to jako drzewko takie permutacje:

Kod: Zaznacz cały

http://wstaw.org/w/39iA/

I jak widać wśród permutacji (czyli przestawień) liter A mamy dwie powstałe grupy zbiory, które się powtarzają (ABA, ABA oraz AAB, AAB). Dlatego po jednym z tych powtórzeń należy skreślić.
Liczba permutacji z powtórzeniami wynosi tutaj \(\displaystyle{ \frac{3!}{ 2! \cdot 1! }= \frac{3\cdot2!}{2!\cdot1} = \frac{3}{1}=3}\). Elementy A tworzą 2-elementową grupę (z tego mamy 2!) oraz B tworzy 1-elementową grupę (i z tego mamy 1!).

Tak samo, gdy mamy zbiór 4 elementów {\(\displaystyle{ {a,a,b,b}}\)} i z tego wszystkie możliwe permutacje ( jest ich \(\displaystyle{ 4!=24}\) ) to:
AABB, AABB, ABAB, ABBA, ABAB, ABBA, AABB,
AABB, ABAB, ABBA, ABAB, ABBA, BAAB, BABA, BAAB,
BABA, BBAA, BBAA, BAAB, BABA, BAAB, BABA, BBAA, BBAA

Widać, że tu także mamy powtórzenia. Mamy tutaj dwie grupy 2 elementowe (pierwsza składa się z dwóch elementów a, druga zaś z dwóch elementów b).

Ale jak wyjaśnić obliczanie wszystkich możliwych permutacji z powtórzeniami (czyli wzoru podanego na początku), bo jakoś nie wychodzi mi? Jak dojść do tego wzoru?
Gouranga
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1592
Rejestracja: 16 maja 2013, o 17:56
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Trójmiasto
Podziękował: 11 razy
Pomógł: 246 razy

Pytanie o permutacje z powtórzeniami

Post autor: Gouranga »

jest to tak zwany Problem Mississipi
weźmy to właśnie słowo:
\(\displaystyle{ MISSISSIPPI}\)
permutacji liter będzie \(\displaystyle{ \frac{11!}{1!4!4!2!}}\)
chodzi o to, że wszystko mieszamy na 11! sposobów, wszystkie i możemy między sobą zamieszać na 4! sposobów i to nie robi nam różnicy, do tego wszystkie s na 4! sposobów itd.
qww
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 33
Rejestracja: 11 wrz 2010, o 17:40
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 15 razy

Pytanie o permutacje z powtórzeniami

Post autor: qww »

No dobrze, ale jakie jest wyprowadzenie wzoru?
Jak do niego dojść?
Gouranga
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1592
Rejestracja: 16 maja 2013, o 17:56
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Trójmiasto
Podziękował: 11 razy
Pomógł: 246 razy

Pytanie o permutacje z powtórzeniami

Post autor: Gouranga »

właśnie takie
wszystkiego jest \(\displaystyle{ n!}\) ale jeśli w tym jest grupa k takich samych elementów to k elementów można permutować na \(\displaystyle{ k!}\) sposobów. To znaczy, że wśród wszystkich \(\displaystyle{ n!}\) permutacji \(\displaystyle{ k!}\) jest identycznych
ODPOWIEDZ