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组合学/组合学是什么

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斐波那契数列中的五在韵律中的出现。有一种方法可以排列一个拍子,两种方法可以排列两个拍子,三种方法可以排列三个拍子,五种方法可以排列四个拍子。

组合学是纯数学的一个分支,研究离散(通常是有限)对象。它与数学的许多其他领域有关,如代数、概率论、遍历理论和几何学,以及计算机科学和统计物理学的应用领域。组合学的方面包括“计数”满足特定标准的对象(枚举组合学)、确定何时可以满足标准以及构造和分析满足标准的对象(如组合设计和拟阵理论)、找到“最大”、“最小”或“最优”的对象(极值组合学和组合优化),以及找到这些对象可能具有的代数结构(代数组合学)。

组合学既是解决问题又是建立理论,虽然它已经发展出强大的理论方法,尤其是在 20 世纪后期(参见页面组合学主题列表,了解该主题的最新发展细节)。组合学中最古老、最容易理解的部分之一是图论,它也与其他领域有着许多自然的联系。

组合集的结构与许多组合模式和定理有关。这些通常集中在集合的划分或有序划分上。有关相关主题的扩展列表,请参见划分主题列表,或有关更一般的列表,请参见组合学主题列表。一些更著名的结果将在下面重点介绍。

一个简单的组合问题的例子如下:一副 52 张不同的扑克牌有多少种可能的排列方式?答案是 52!(52 阶乘),大约等于.

另一个更困难的问题的例子:给定一定数量的人 n,是否可以将他们分配到集合中,以便每个人至少在一个集合中,每对人都在一个集合中,每两个集合都只有一个共同的人,并且没有集合包含所有人、除一个人以外的所有人或恰好一个人?答案取决于 n。

组合学在计算机科学中经常被用来估计某些集合中元素的数量。研究组合学的数学家通常被称为组合学家或组合家。

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