环形排列是指将n个元素按照一定的顺序排列,围绕成一个环形,求解所有的排列方式。环形排列与直线排列的主要区别在于,环形排列中元素的相对位置在转动后不会改变,而在直线排列中,元素的相对位置会随着转动而改变。
环形排列的公式
环形排列的公式为:
[ (n-1)! ]
其中,( n ) 是要排列的元素个数,( ! ) 表示阶乘。
例题分析
5个小朋友围成一圈做游戏
总共有 ( 5! = 120 ) 种排列方式。
但由于每种排列可以通过旋转得到相同的相对位置,因此实际的不同排列方式为 ( frac{120}{5} = 24 ) 种。
6名工作人员在一个圆桌上开会
将小王和小李当做一个整体,相当于有5个整体坐在圆桌上,共有 ( 5! = 120 ) 种坐法。
对于整体内部,小王和小李有 ( 2! = 2 ) 种坐法。
因此,总的坐法为 ( 120 times 2 = 240 ) 种。
8个小朋友需要一起吃午饭
首先从8个人中选出5个人坐在圆桌上,有 ( binom{8}{5} = 56 ) 种选择。
接着进行5个人的环形排列,共有 ( 5! = 120 ) 种坐法。
因此,总的坐法为 ( 56 times 120 = 6720 ) 种。
总结
环形排列的计算可以通过将问题转化为直线排列,然后去掉重复的部分来实现。公式 ( (n-1)! ) 可以有效地计算出n个元素环形排列的总方式数。通过以上例题,我们可以看到如何应用这个公式来解决实际问题。