順列Pとは?公式と考え方を樹形図でわかりやすく解説
目次
順列Pの公式と考え方を完全理解しよう
✅ 結論(公式)
あるものから r個取り出して並べる順列 の数は次の公式で求められます:
n P r = n! ÷ (n-r)!
ここで:
- n … 全体の数(たとえば10個のりんご)
- r … 取り出して並べる数(たとえば3個選ぶ)
- 「!(階乗)」 は、例: 5! = 5×4×3×2×1 = 120
✅ 説明(なぜこの公式になるのか?)
■ 1. まず「順列って何?」
順列(じゅんれつ) は
あるものをいくつか選んで並べる方法の数です。
「順番が違えば別の並べ方」と数えます。
例:
- 「りんご・バナナ・みかん」を並べる → 順番が違うと別の並べ方
- 「A, B, C」であれば 「ABC」「ACB」「BAC」「BCA」「CAB」「CBA」 → 6通り
■ 2. 小さな例で考える(樹形図でイメージ)
① 例:3つから2つ並べるとき
メンバー:
{A,B,C}
1つ目にA を選んだ後、
- 2つ目に B
- 2つ目に C
1つ目にB を選んだ後、
- 2つ目に A
- 2つ目に C
1つ目にC を選んだ後、
- 2つ目に A
- 2つ目に B
これを樹形図で見ると:
(スタート)
| | |
A B C
/ | / | / |
AB AC BA BC CA CB
できる順列は:
- AB, AC
- BA, BC
- CA, CB
全部で6通りです。
これが公式にすると:
3 P 2 = 3! ÷ 1! = 6
■ 3. なぜ「n! ÷ (n-r)!」になるの?
まず、
n! = n × (n-1) × (n-2) × … × 3 × 2 × 1
これを (n-r)! で割ると…
n × (n-1) × (n-2) × … × (n-r+1)
つまり、
r 個まで選んで並べる
ところまで掛け算して、
それ以降(残り)は消してしまう計算になっているのです。
■ 10. まとめ(もう一度結論)
n P r = n! ÷ (n-r)!
これは
「1番目に何がくる?」「2番目に何がくる?」… という選び方を
順番を区別して掛け算したものです。
樹形図で順番ごとに枝分かれを数えると、
自然にこの掛け算になることが見えてきます。
✅ チェック問題
問題1:3人から2人を並べる順列の数は?
問題2:5! の値として正しいものは?
問題3:順列の特徴として正しいものは?
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