順列・組合せ計算(nPr・nCr)
n個からr個を取る順列(nPr)・組合せ(nCr)・重複順列・重複組合せ・階乗を一括計算。ポーカー役・ロト6・暗証番号等の場合の数計算に。
順列・組合せ計算(nPr・nCr)ツール
階乗
n! = n × (n-1) × (n-2) × ... × 2 × 1
5! = 120, 10! = 3,628,800, 0! = 1
順列(順序あり)
nPr = n! ÷ (n-r)! = n × (n-1) × ... × (n-r+1)
組合せ(順序なし)
nCr = n! ÷ (r! × (n-r)!) = nPr ÷ r!
重複順列
n^r = n × n × n × ... (r回)
重複組合せ
nHr = (n+r-1)Cr
階乗の値
| n | n! |
|---|---|
| 5 | 120 |
| 10 | 3,628,800 |
| 15 | 1,307,674,368,000 |
| 20 | 2,432,902,008,176,640,000 |
身近な組合せ
| 問題 | 計算 | 答え |
|---|---|---|
| 52枚から5枚のポーカー役 | 52C5 | 2,598,960通り |
| ロト6(43から6選) | 43C6 | 6,096,454通り |
| ロト7(37から7選) | 37C7 | 10,295,472通り |
| 10問中3問選ぶ試験 | 10C3 | 120通り |
| 4桁数字暗証番号(0-9重複あり) | 10^4 | 10,000通り |
| 8人が一列に並ぶ | 8! | 40,320通り |
順列・組合せ計算(nPr・nCr)の詳しい解説
順列・組合せは「場合の数」を数える数学の基本ツール。統計・確率・暗号・遺伝子・投票理論など幅広く応用されます。
順列と組合せの違い
「A・B・Cから2つ選ぶ」で、順列(順序あり)は6通り(AB/BA/AC/CA/BC/CB)、組合せ(順序なし)は3通り(AB/AC/BC)。
重複ありパターン
暗証番号のように「同じ数字を何度使ってもOK」の場合は重複順列(n^r)。「同じ種類を何個選んでもOK」なら重複組合せ((n+r-1)Cr)。
組合せ爆発
52枚からポーカー5枚選ぶ組合せは259万通り、ロト6の1等確率は約610万分の1と組合せ爆発。1等確率を上げるには複数口買うしかありません。
身近な応用
- ポーカー役の確率計算
- ロト・toto の当選確率
- 座席配置(会議・イベント)
- スケジュール組み合わせ
- 試験の出題パターン
- 暗証番号の総数(=総当り攻撃回数)
業界・現場での使い方
学生
数学試験対策+受験勉強。
データサイエンス
機械学習の特徴量組合せ最適化。
セキュリティ
パスワード強度計算+ブルートフォース耐性。
ゲーム開発
アイテム組合せ+ドロップ確率設計。
よくある間違い・注意点
- 順列と組合せ混同 — 順序が重要かで判断。座席=順列、選抜=組合せ。
- 重複ありなしの判別 — 同じものを何度でも選べる?で判断。
- 大きなn!のオーバーフロー — 171!以上はJavaScript標準では計算不可。
- 0!=1のルール忘れ — 空の階乗は1と定義(数学的合意)。
関連する規格・公的資料
- 文部科学省 — 日本の教育行政の主管官庁
- 国立国会図書館 — 公的資料の権威
- 総務省 統計局 — 国勢調査等の統計
- 日本統計学会 — 統計学の学術団体
- 日本数学会 — 数学の学術団体
- 大学入試センター — 共通テスト
- 経済産業省 — 経済政策
- 厚生労働省 — 厚生行政
- 日本教育社会学会 — 教育社会学
- 国立教育政策研究所 — 教育政策研究
※本ツールは公的基準に基づく参考計算です。医療・法務・税務の判断は最新の告示・規格および専門家の判断に従ってください。
よくある質問(FAQ)
nPrとnCrの違い?
nPr=順序あり(並び方)、nCr=順序なし(選び方)。
0!=1はなぜ?
空の積は1と定義(数学的合意)。組合せ公式との整合性のため。
ロト6で1等確率は?
1/6,096,454(43C6の逆数)。300円×600万=約18億円が期待値回収に必要。
パスワード強度計算は?
使用文字数^パスワード桁数。8桁英数字=62^8=約218兆通り。
組合せ爆発とは?
要素数が増えると組合せが指数的に膨大化する現象。20人の座席配列=約24京通り。
パスカルの三角形とは?
組合せの数を三角形に配置したもの。二項係数の視覚化。
多項係数とは?
複数グループに分ける組合せ。n!÷(a!×b!×c!...)。
包除原理は?
|A∪B|=|A|+|B|-|A∩B|。重複を除いて数える公式。