“permutations”是名词“permutation”的复数形式,基本含义为“排列;置换;变体;变奏曲”,在数学、日常生活以及特定领域有不同的用法和侧重点。
含义:在数学中,“permutation”指从一组元素中按照一定顺序选取部分或全部元素进行排列的方式。简单来说,就是考虑元素顺序的所有可能组合。例如,有三个元素A、B、C,它们的排列(permutations)有ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA,共6种。
公式:计算从n个不同元素中取出r(r≤n)个元素的排列数,公式为$P(n,r)=\frac{n!}{(n - r)!}$,其中“!”表示阶乘,n!=n×(n - 1)×(n - 2)×…×1。比如,从5个不同元素中取3个元素的排列数$P(5,3)=\frac{5!}{(5 - 3)!}=\frac{5!}{2!}=\frac{5×4×3×2×1}{2×1}=60$。
应用:在组合数学、概率论、密码学等领域都有广泛应用。例如在密码学中,通过不同的字符排列可以生成大量的密码组合,增加密码的安全性。
含义:在日常用语中,“permutations”表示“变体;变种;各种变化形式”。它强调同一事物在不同情况、条件或组合下产生的不同形式。比如,“The novel has been adapted into several permutations for film and television.”(这部小说已被改编成多种电影和电视版本。)这里“permutations”指小说改编后在电影和电视领域呈现出的不同形式。
举例:在时尚领域,设计师可能会对一种基本款式的服装进行各种变体设计,如改变颜色、材质、剪裁等,这些不同的设计就可以称为“permutations”。
音乐领域:在音乐中,“permutation”可以指“变奏曲”。作曲家可能会对一首主题旋律进行多种变奏,创造出不同的音乐版本,这些变奏就是“permutations”。例如,贝多芬的一些钢琴奏鸣曲中就有对主题旋律的多种变奏处理。
计算机科学:在算法设计中,排列算法(permutation algorithms)用于生成或处理数据的各种排列顺序,在搜索、排序、加密等操作中有重要作用。比如,在解决旅行商问题(TSP)时,需要考虑城市访问顺序的所有排列,以找到最优的旅行路线。