Ejemplo 10. El número de formas en que se pueden colocar cinco personas enfi<strong>la</strong> de a uno es P 5 = 5! = 1 · 2 · 3 · 4 · 5 = 120.Permutaciones con repeticiónDados n objetos de r tipos diferentes, n i del tipo i, i = 1, . . . , r, l<strong>la</strong>mamos permutacióncon repetición de estos n objetos a cualquier reordenación en <strong>la</strong> queaparezcan todos ellos.Su número es P n 1,...,n r n!n =n 1 !·...·n . r!Ejemplo 11. El número de pa<strong>la</strong>bras que se pueden formar con <strong>la</strong>s letras deRECORRER (tengan o no sentido) es P 4,2,1,1 8!8 =4!·2!·1!·1!= 840. Remarquemosque estamos contando <strong>la</strong>s pa<strong>la</strong>bras de ocho letras que tienen cuatro erres, dos es,una o y una ce.Combinaciones ordinarias o sin repetición; números binomialesL<strong>la</strong>mamos combinaciones ordinarias de n elementos (distintos) tomados de k en ka <strong>la</strong>s muestras no ordenadas de k elementos diferentes tomados de los n elementos.Así, dos de estas muestras serán diferentes si alguno de los elementos de una noestá el <strong>la</strong> otra.Su número viene dado por <strong>la</strong> fórmu<strong>la</strong> C n,k = ( )nk =n!k!(n−k)! .Ejemplo 12. Hay C 4,2 = ( )42 =4!2!2!= 6 combinaciones sin repetición de tamañodos, con elementos del conjunto {a, b, c, d}, que son estas:ab ac ad bc bd cdEjemplo 13. ¿De cuántas formas se pueden escoger tres personas de un grupode diez?No importa el orden en que <strong>la</strong>s escojamos, y no se pueden repetir, con lo que seríancombinaciones sin repetición: C 10,3 = ( )103 =10!3!7! = 10·9·83·2= 120.Los números de <strong>la</strong> forma ( nk)se calcu<strong>la</strong>n, como hemos visto antes, con el cocienten!de factorialesk!(n−k)!. Tienen sentido cuando n y k son enteros y 0 ≤ k ≤ n,teniendo en cuenta que 0! = 1.Se leen n sobre k y n es el índice superior y k, el índice inferior; se l<strong>la</strong>man númerosbinomiales porque aparecen en el desarrollo de <strong>la</strong> fórmu<strong>la</strong> del binomio:(a + b) n =( ( ( ) ( n n nna0)n + a1)n−1 b + . . . + ab n−1 + bn − 1n)n =y se pueden ordenar formando lo que se denomina el triángulo de Pascal:( 00)n∑i=0( ni)a n−i b i ,( 10) ( 11)4
) ( 22)( ) ( 2 20 1( ) ( ) ( 3 3 30 1 2) ( 33)y haciendo los cálculos:. . .11 11 2 11 3 3 1. . .Entre <strong>la</strong>s propiedades que tienen los números binomiales, destacaremos estas tres:• Verifican esta fórmu<strong>la</strong> de recurrencia, válida si 1 ≤ r ≤ n − 1:( ( ) ( )n n − 1 n − 1= + .r)r − 1 rEn el triángulo, esta fórmu<strong>la</strong> indica que cada número binomial es igual a <strong>la</strong>suma de los dos que tiene encima.• La suma de los números binomiales que tienen índice superior n es 2 n :n∑( ) ( ( ( n n n n= + + . . . + = 2i 0)1)n)n .i=0Es decir, los números de cada fi<strong>la</strong> del triángulo de Pascal suman 2 n :1 = 2 0 , 1 + 1 = 2 1 1 + 2 + 1 = 2 2 , 1 + 3 + 3 + 1 = 2 3 . . .• Finalmente, seña<strong>la</strong>remos que <strong>la</strong> simetría que tienen los números binomialesrespecto del eje vertical del triángulo de Pascal se debe a esta identidad:( ( )n n= .r)n − rCombinaciones con repeticiónLas combinaciones con repetición de n elementos tomados de k en k son <strong>la</strong>s muestrasno ordenadas de k elementos, entre los cuales puede haber repeticiones, elegidosentre los n elementos.Su número es CR n,k = ( )n+k−1k =(n+k−1)!k!(n−1)! .Ejemplo 14. Hay CR 4,2 = ( ) (4+2−12 = 5)2 = 10 combinaciones con repetición dedos elementos tomados del conjunto {a, b, c, d}, que son estas:aa ab ac ad bb bc bd cc cd dd5