संयोजन: Difference between revisions
No edit summary |
No edit summary |
||
| Line 58: | Line 58: | ||
\end{cases}. | \end{cases}. | ||
</math> | </math> | ||
साथ में मूलभूत | साथ में मूलभूत स्थितियों <math>\tbinom n0=1=\tbinom nn</math>, ये क्रमशः समूह पास्कल के त्रिकोण में पंक्ति से संयोजनों की क्रमिक गणना की अनुमति देते हैं, बढ़ते आकारों के समूहों के k-संयोजनों और निश्चित आकार के पूरक के साथ संयोजनों की {{nowrap|''n'' − ''k''}}. | ||
=== गिनती संयोजनों का उदाहरण === | === गिनती संयोजनों का उदाहरण === | ||
विशिष्ट उदाहरण के रूप में, मानक बावन कार्ड डेक से संभव पांच-कार्ड हाथों की संख्या की गणना कर सकते | विशिष्ट उदाहरण के रूप में, मानक बावन कार्ड डेक से संभव पांच-कार्ड हाथों की संख्या की गणना कर सकते हैं।<ref>{{harvnb|Mazur|2010|loc=p. 21}}</ref> | ||
<math display="block"> {52 \choose 5} = \frac{52\times51\times50\times49\times48}{5\times4\times3\times2\times1} = \frac{311{,}875{,}200}{120} = | <math display="block"> {52 \choose 5} = \frac{52\times51\times50\times49\times48}{5\times4\times3\times2\times1} = \frac{311{,}875{,}200}{120} = | ||
2{,}598{,}960.</math> | 2{,}598{,}960.</math> | ||
वैकल्पिक रूप से कोई फैक्टोरियल के संदर्भ में सूत्र का उपयोग कर सकता है और प्रत्येक में कारकों के | वैकल्पिक रूप से कोई फैक्टोरियल के संदर्भ में सूत्र का उपयोग कर सकता है और प्रत्येक में कारकों के भागों के विरुद्ध अंश में कारकों को निरसित कर सकता है, जिसके बाद केवल शेष कारकों का गुणन आवश्यक है। | ||
<math display="block">\begin{alignat}{2} | <math display="block">\begin{alignat}{2} | ||
{52 \choose 5} | {52 \choose 5} | ||
| Line 83: | Line 83: | ||
निम्नलिखित क्रम में मूल्यांकन करते समय, {{math|52 ÷ 1 × 51 ÷ 2 × 50 ÷ 3 × 49 ÷ 4 × 48 ÷ 5}}, इसकी गणना केवल पूर्णांक अंकगणित का उपयोग करके की जा सकती है। इसका कारण यह है कि जब प्रत्येक विभाजन होता है, तो उत्पन्न होने वाला मध्यवर्ती परिणाम अपने आप में द्विपद गुणांक होता है, इसलिए कोई अवशेष कभी नहीं होता है। | निम्नलिखित क्रम में मूल्यांकन करते समय, {{math|52 ÷ 1 × 51 ÷ 2 × 50 ÷ 3 × 49 ÷ 4 × 48 ÷ 5}}, इसकी गणना केवल पूर्णांक अंकगणित का उपयोग करके की जा सकती है। इसका कारण यह है कि जब प्रत्येक विभाजन होता है, तो उत्पन्न होने वाला मध्यवर्ती परिणाम अपने आप में द्विपद गुणांक होता है, इसलिए कोई अवशेष कभी नहीं होता है। | ||
सरलीकरण किए अतिरिक्त फैक्टोरियल के | सरलीकरण किए अतिरिक्त फैक्टोरियल के स्थितियों में सममित सूत्र का उपयोग करना व्यापक गणना देता है। | ||
<math display="block"> | <math display="block"> | ||
| Line 95: | Line 95: | ||
=== K-संयोजनों की [[गणना]] === | === K-संयोजनों की [[गणना]] === | ||
कोई निश्चित क्रम में n तत्वों के दिए गए समूह S के सभी k-संयोजनों की गणना कर सकता है, जो अंतराल से आक्षेप स्थापित करता है <math>\tbinom nk</math> उन K-संयोजनों के समूह के साथ पूर्णांक। यह मानते हुए कि S को स्वयं | कोई निश्चित क्रम में n तत्वों के दिए गए समूह S के सभी k-संयोजनों की गणना कर सकता है, जो अंतराल से आक्षेप स्थापित करता है <math>\tbinom nk</math> उन K-संयोजनों के समूह के साथ पूर्णांक। यह मानते हुए कि S को स्वयं अनुक्रम किया गया है, उदाहरण के लिए S = { 1, 2, ..., n }, इसके k-संयोजनों को अनुक्रम करने की दो स्वाभाविक संभावनाएँ हैं। पहले उनके सबसे छोटे तत्वों की तुलना करके जैसा कि ऊपर दिए गए चित्र में है, तुलना करके उनके सबसे बड़े तत्व पहले। बाद वाले विकल्प का लाभ यह है कि एस में नया सबसे बड़ा तत्व जोड़ने से गणना के प्रारंभिक भागों में बदलाव नहीं आएगा, किन्तु पिछले वाले के बाद बड़े समूह के नए K-संयोजन जोड़ें। इस प्रक्रिया को दोहराते हुए, कभी भी बड़े समूहों के k-संयोजनों के साथ गणना को अनिश्चित काल तक बढ़ाया जा सकता है। यदि इसके अतिरिक्त पूर्णांकों के अंतराल को 0 से प्रारंभ करने के लिए लिया जाता है, तो गणना में किसी दिए गए स्थान i पर k-संयोजन की गणना i से आसानी से की जा सकती है और इस प्रकार प्राप्त होने वाली आपत्ति [[संयोजन संख्या प्रणाली]] के रूप में जानी जाती है। इसे कम्प्यूटेशनल गणित में रैंक/रैंकिंग और अनरैंकिंग के रूप में भी जाना जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.site.uottawa.ca/~lucia/courses/5165-09/GenCombObj.pdf |archive-url=https://ghostarchive.org/archive/20221009/http://www.site.uottawa.ca/~lucia/courses/5165-09/GenCombObj.pdf |archive-date=2022-10-09 |url-status=live |title=प्राथमिक मिश्रित वस्तुओं का निर्माण|author=Lucia Moura |website=Site.uottawa.ca |access-date=2017-04-10}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.sagemath.org/doc/reference/sage/combinat/subset.html |format=PDF |title=SAGE : Subsets |website=Sagemath.org |access-date=2017-04-10}}</ref>K संयोजनों की गणना करने के कई विधियाँ हैं। 2<sup>N</sup> से कम सभी बाइनरी नंबरों पर जाना। उन संख्याओं को चुनें जिनमें k अशून्य बिट्स हों, चूंकि यह छोटे n के लिए भी बहुत अक्षम है उदाहरण के लिए n = 20 को लगभग मिलियन नंबरों पर जाने की आवश्यकता होगी, जबकि k = 10 के लिए अनुमत k संयोजनों की अधिकतम संख्या लगभग 186 हजार है। ऐसी संख्या में इन 1 बिट्स की स्थिति समूह {1, ..., n} का विशिष्ट k-संयोजन है<ref>{{cite web|url=http://rosettacode.org/wiki/Combinations|title=संयोजन - रोसेटा कोड|date=23 October 2022 }}{{ugc|date=April 2017}}</ref> और सरल, तेज़ विधि चयनित तत्वों के k अनुक्रमणिका नंबरों को ट्रैक करना है, {0 .. k−1} (शून्य-आधारित) या {1 .. k} (एक-आधारित) से प्रारंभ होकर पहले अनुमत k-संयोजन के रूप में और फिर बार-बार अंतिम अनुक्रमणिका संख्या में वृद्धि करके अगले अनुमत k-संयोजन पर जाना यदि यह n-1 (शून्य-आधारित) या n (एक-आधारित) या अंतिम अनुक्रमणिका संख्या x से कम है जो अनुक्रमणिका संख्या से कम है यदि ऐसा कोई अनुक्रमणिका उपस्तिथ है तो इसके बाद ऋण और अनुक्रमणिका नंबर को x के बाद {x+1, x+2, ...} पर रीसेट करना। | ||
K संयोजनों की गणना करने के कई | |||
== पुनरावृत्ति के साथ संयोजनों की संख्या == | == पुनरावृत्ति के साथ संयोजनों की संख्या == | ||
{{See also|Multiset coefficient}} | {{See also|Multiset coefficient}} | ||
k- 'पुनरावृत्ति के साथ संयोजन', या k- 'मल्टीकॉम्बिनेशन', या आकार k का 'मल्टीसमूह' आकार n के समूह S से k के समूह द्वारा दिया जाता है, जो आवश्यक रूप से S के अलग-अलग तत्व नहीं होते हैं, जहाँ क्रम में नहीं लिया जाता है खाता: दो अनुक्रम ही मल्टीसमूह को परिभाषित करते हैं यदि शर्तों को अनुमति देकर दूसरे से प्राप्त किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, यह n तत्वों के समूह से k तत्वों का नमूना है जो डुप्लिकेट (यानी, प्रतिस्थापन के साथ) की अनुमति देता है, | k- 'पुनरावृत्ति के साथ संयोजन', या k- 'मल्टीकॉम्बिनेशन', या आकार k का 'मल्टीसमूह' आकार n के समूह S से k के समूह द्वारा दिया जाता है, जो आवश्यक रूप से S के अलग-अलग तत्व नहीं होते हैं, जहाँ क्रम में नहीं लिया जाता है खाता: दो अनुक्रम ही मल्टीसमूह को परिभाषित करते हैं यदि शर्तों को अनुमति देकर दूसरे से प्राप्त किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, यह n तत्वों के समूह से k तत्वों का नमूना है जो डुप्लिकेट (यानी, प्रतिस्थापन के साथ) की अनुमति देता है, किन्तु अलग-अलग ऑर्डरिंग (जैसे {2,1,2} = {1,2,2}) की अवहेलना करता है। एस के प्रत्येक तत्व के लिए अनुक्रमणिका को संबद्ध करें और एस के तत्वों को वस्तुओं के प्रकार के रूप में सोचें, फिर हम बता सकते हैं <math>x_i</math> बहुउपसमुच्चय में प्रकार I के तत्वों की संख्या को निरूपित करें। आकार k के बहुउपसमुच्चय की संख्या [[डायोफैंटाइन समीकरण]] के गैर-ऋणात्मक पूर्णांक (इसलिए शून्य की अनुमति) समाधानों की संख्या है:<ref>{{harvnb|Brualdi|2010|loc=p. 52}}</ref> | ||
<math display="block">x_1 + x_2 + \ldots + x_n = k.</math> | <math display="block">x_1 + x_2 + \ldots + x_n = k.</math> | ||
| Line 177: | Line 176: | ||
{{See also|Binomial coefficient#Sum of coefficients row}} | {{See also|Binomial coefficient#Sum of coefficients row}} | ||
सभी k के लिए k-संयोजनों की संख्या n तत्वों के समूह के उपसमूह की संख्या है। यह देखने के कई | सभी k के लिए k-संयोजनों की संख्या n तत्वों के समूह के उपसमूह की संख्या है। यह देखने के कई विधियाँ हैं कि यह संख्या 2 है<sup>N</sup>. संयोजनों के संदर्भ में, <math display="inline">\sum_{0\leq{k}\leq{n}}\binom n k = 2^n</math>, जो द्विपद गुणांक की nवीं पंक्ति (0 से गिनती) का योग है # पास्कल के त्रिकोण में गुणांक पंक्ति का योग। इन संयोजनों (उपसमुच्चयों) को 0 से 2 तक गिने जाने वाले [[आधार 2]] संख्याओं के समूह के 1 अंकों द्वारा गिना जाता है<sup>n</sup> − 1, जहां प्रत्येक अंक स्थिति n के समूह से आइटम है। | ||
1 से 3 तक की संख्या वाले 3 कार्ड दिए गए हैं, [[खाली सेट|खाली समूह]] सहित 8 अलग-अलग संयोजन (उपसमुच्चय) हैं: | 1 से 3 तक की संख्या वाले 3 कार्ड दिए गए हैं, [[खाली सेट|खाली समूह]] सहित 8 अलग-अलग संयोजन (उपसमुच्चय) हैं: | ||
| Line 195: | Line 194: | ||
== संभावना: यादृच्छिक संयोजन का नमूना लेना == | == संभावना: यादृच्छिक संयोजन का नमूना लेना == | ||
किसी दिए गए समूह या सूची से यादृच्छिक संयोजन चुनने के लिए विभिन्न [[एल्गोरिदम]] हैं। बड़े नमूना आकारों के लिए [[अस्वीकृति नमूनाकरण]] बेहद धीमा है। आकार N की आबादी से कुशलता से K-संयोजन का चयन करने का | किसी दिए गए समूह या सूची से यादृच्छिक संयोजन चुनने के लिए विभिन्न [[एल्गोरिदम]] हैं। बड़े नमूना आकारों के लिए [[अस्वीकृति नमूनाकरण]] बेहद धीमा है। आकार N की आबादी से कुशलता से K-संयोजन का चयन करने का विधि आबादी के प्रत्येक तत्व में पुन: प्रयास करना है, और प्रत्येक चरण में उस तत्व को गतिशील रूप से बदलती संभावना के साथ चुनें <math display="inline">\frac{k-\#\text{samples chosen}}{n- \#\text{samples visited}}</math> (जलाशय नमूना देखें)। दूसरा यादृच्छिक गैर-ऋणात्मक पूर्णांक से कम चुनना है <math>\textstyle\binom nk</math> और संयोजन संख्या प्रणाली का उपयोग करके इसे संयोजन में परिवर्तित करें। | ||
== वस्तुओं को डिब्बे में डालने के विधियों की संख्या == | == वस्तुओं को डिब्बे में डालने के विधियों की संख्या == | ||
| Line 204: | Line 203: | ||
जहाँ n वस्तुओं की संख्या है, m डिब्बे की संख्या है, और <math>k_i</math> बिन i में जाने वाली वस्तुओं की संख्या है। | जहाँ n वस्तुओं की संख्या है, m डिब्बे की संख्या है, और <math>k_i</math> बिन i में जाने वाली वस्तुओं की संख्या है। | ||
यह देखने का | यह देखने का विधि है कि यह समीकरण क्यों धारण करता है, पहले वस्तुओं को मनमाने ढंग से 1 से n तक नंबर देना है और वस्तुओं को संख्याओं के साथ रखना है <math>1, 2, \ldots, k_1</math> क्रम में पहले बिन में, वस्तुओं के साथ संख्याएँ <math>k_1+1, k_1+2, \ldots, k_2</math> क्रम में दूसरे बिन में, और इसी तरह। वहाँ हैं <math>n!</math> अलग-अलग नंबरिंग, किन्तु उनमें से कई समतुल्य हैं, क्योंकि बिन में केवल वस्तुओं का समूह मतलब रखता है, इसमें उनका क्रम नहीं। प्रत्येक डिब्बे की सामग्री का प्रत्येक संयुक्त क्रमचय वस्तुओं को डिब्बे में डालने का समान विधि उत्पन्न करता है। नतीजतन, प्रत्येक समकक्ष वर्ग में शामिल हैं <math>k_1!\, k_2! \cdots k_m!</math> विशिष्ट संख्याएँ, और तुल्यता वर्गों की संख्या है <math>\textstyle\frac{n!}{k_1!\, k_2! \cdots k_m!}</math>. | ||
द्विपद गुणांक वह विशेष मामला है जहां k आइटम चुने गए बिन में जाते हैं और शेष <math>n-k</math> आइटम अनचाहे बिन में जाते हैं। | द्विपद गुणांक वह विशेष मामला है जहां k आइटम चुने गए बिन में जाते हैं और शेष <math>n-k</math> आइटम अनचाहे बिन में जाते हैं। | ||
Revision as of 06:15, 25 March 2023
गणित में संयोजन समूह से वस्तुओं का चयन होता है। जिसमें अलग-अलग सदस्य होते हैं, जैसे कि चयन का क्रम मतलब नहीं रखता क्रम परिवर्तन के विपरीत हैं। उदाहरण के लिए, तीन फल दिए गए हैं, जैसे सेब, संतरा और नाशपाती, दो के तीन संयोजन हैं जिन्हें इस समूह से निकाला जा सकता है। सेब और नाशपाती, सेब और संतरा, नाशपाती और संतरा। अधिक औपचारिक रूप से, K- समूह (गणित) S का संयोजन S के K विशिष्ट तत्वों का उपसमूह है। इसलिए, दो संयोजन समान हैं यदि और केवल यदि प्रत्येक संयोजन में समान सदस्य हैं। प्रत्येक समूह में सदस्यों की व्यवस्था कोई मतलब नहीं रखती है। यदि समूह में 'N' तत्व हैं, तो 'K'-संयोजन की संख्या, द्वारा निरूपित या , द्विपद गुणांक के बराबर है।
संयोजन n चीजों का संयोजन है जिसे बार में अतिरिक्त दोहराव k लिया जाता है। उन संयोजनों को संदर्भित करने के लिए जिनमें पुनरावृत्ति की अनुमति है, पुनरावृत्ति के साथ k-संयोजन, k-बहु समुच्चय,[2] या K-चयन,[3] अधिकांशतः उपयोग किए जाते हैं।[4] यदि, उपरोक्त उदाहरण में किसी प्रकार के दो फलों का होना संभव था, दो सेब, दो संतरे, और दो नाशपाती, तो 3 और 2-चयन होंगे।
यद्यपि संयोजनों की पूरी सूची लिखने के लिए तीन फलों का समूह काफी छोटा था, यह अव्यावहारिक हो जाता है क्योंकि समूह का आकार बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, हाथ (पोकर) को 52 कार्ड डेक (n = 52) से कार्ड के 5-संयोजन (k = 5) के रूप में वर्णित किया जा सकता है। हाथ के 5 कार्ड अलग-अलग हैं और हाथ में कार्ड का क्रम मतलब नहीं रखता। इस प्रकार के 2,598,960 संयोजन हैं और यादृच्छिक रूप से किसी हाथ को खींचने की संभावना 1 / 2,598,960 है।
K-संयोजनों की संख्या
N तत्वों के दिए गए समूह एस से K-संयोजनों की संख्या को अधिकांशतः प्राथमिक संयोजक ग्रंथों में दर्शाया जाता है। , भिन्नरूप द्वारा जैसे , , , और भी अंतिम रूप फ्रेंच, रोमानियाई, रूसी, चीनी में मानक है[5][6] और पोलिश ग्रंथ। वही संख्या चूंकि कई अन्य गणितीय संदर्भों में होती है, जहां इसे द्वारा निरूपित किया जाता है अधिकांशतः n चुनें k के रूप में पढ़ा जाता है। विशेष रूप से यह द्विपद सूत्र में गुणांक के रूप में होता है, इसलिए इसका नाम 'द्विपद गुणांक' है। कोई परिभाषित कर सकता है सभी प्राकृत संख्याओं k के लिए साथ संबंध द्वारा
यह देखने के लिए कि ये गुणांक S से K-संयोजनों की गणना करते हैं, पहले N विशिष्ट चर Xs के संग्रह पर विचार कर सकते हैं S के तत्वों द्वारा लेबल किया गया है और S के सभी तत्वों पर गुणन का विस्तार करें।
द्विपद गुणांकों की स्पष्ट रूप से विभिन्न विधियों से गणना की जा सकती है। विस्तार के लिए उन सभी को प्राप्त करने के लिए (1 + X)n, कोई पहले से दिए गए मूलभूत स्थितियों के अतिरिक्त पुनरावर्तन संबंध का उपयोग कर सकता है।
व्यक्तिगत द्विपद गुणांक निर्धारित करने के लिए, सूत्र का उपयोग करना अधिक व्यावहारिक है