Elige el tipo de ordenación y escribe el número de elementos n. La calculadora cuenta las formas de colocarlos en un círculo, con pasos y una figura.
Índice
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Qué puedes hacer en esta página
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¿Para qué sirve este cálculo?
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Cómo usar
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Fórmulas y figuras
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Permutaciones circulares \((n-1)!\) (los \(n\) elementos en un círculo)
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Permutaciones circulares \(\dfrac{{}_{n}\mathrm{P}_{r}}{r}\) (\(r\) de \(n\) elementos en un círculo)
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Permutaciones de collar \(\dfrac{(n-1)!}{2}\) (dar la vuelta cuenta como igual)
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Permutaciones circulares con 2 elementos dados juntos, \(2 \times (n-2)!\)
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Permutaciones circulares con 2 elementos dados separados, \((n-1)! - 2 \times (n-2)!\)
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Símbolos y términos
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Qué conviene saber de antemano
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Cómo calcularlo con Excel
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Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
-
Cómo calcularlo con Python
-
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
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Las ventajas de DataChef
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Funciones relacionadas
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Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- Escribe el número de personas para hallar de cuántas formas se pueden sentar \(n\) personas alrededor de una mesa redonda (permutaciones circulares), \((n-1)!\)
- También sirve para elegir solo \(r\) de \(n\) elementos y colocarlos en un círculo, \(\dfrac{{}_{n}\mathrm{P}_{r}}{r}\)
- Halla las permutaciones de collar \(\dfrac{(n-1)!}{2}\), en las que las ordenaciones que coinciden al darles la vuelta cuentan como una sola, como en un collar (también trata bien los casos \(n = 1,\ 2\), en los que dividir sin más da una respuesta incorrecta)
- Cuenta las ordenaciones en las que 2 personas dadas se sientan juntas, o no, con pasos que tratan a las 2 como un bloque
- Las respuestas se muestran con todas sus cifras, sin redondear. En las respuestas largas se añade un valor aproximado como \(1{,}23\times10^{35}\) para que veas el tamaño de un vistazo
- Unas figuras de círculos que giran muestran por qué se divide \(n!\) entre \(n\). En esta misma página también encontrarás las fórmulas listas para copiar en Excel, Hojas de cálculo de Google y Python
¿Para qué sirve este cálculo?
En una mesa redonda, girar la mesa entera no cambia quién se sienta al lado de quién. Por eso el número de distribuciones no es el \(n!\) de una fila sino las permutaciones circulares \((n-1)!\). Son 120 formas para 6 personas y 5040 formas para 8 personas.
Peticiones como «sienta a estas 2 juntas (o separadas)» cambian mucho el recuento. Con 6 personas, hay 48 formas con 2 personas dadas juntas y 72 con ellas separadas. En lugar de adivinar, puedes saber exactamente entre cuántas distribuciones tiene que elegir quien organiza el evento.
Piensa en una ruta que visita \(n\) lugares una vez cada uno y vuelve al inicio, contando el almacén como una de las paradas. La misma ruta es el mismo anillo se empiece por donde se empiece (giro) y, si cada tramo mide lo mismo en los dos sentidos, recorrerla al revés da la misma distancia (vuelta). Por eso el número de rutas distintas es el de las permutaciones de collar, \(\dfrac{(n-1)!}{2}\).
Con 10 paradas incluido el almacén, hay 181.440 rutas y, con 15 paradas, unas \(4{,}36\times10^{10}\). Probarlas todas para hallar la más corta no es realista, así que el software de planificación de rutas usa atajos ingeniosos (métodos de optimización). Este recuento es la razón por la que «basta con comprobar todas las rutas» no funciona.
El número de diseños para ensartar \(n\) cuentas de distintos colores o formas en un aro es el de las permutaciones de collar, \(\dfrac{(n-1)!}{2}\). Un aro es la misma pieza tanto si lo giras como si le das la vuelta, así que las permutaciones circulares se dividen otra vez entre \(2\). Son 12 diseños para 5 cuentas y 60 para 6 cuentas.
Pero si la pieza tiene un anverso y un reverso que se distinguen y no se puede llevar del revés, por ejemplo cuentas con un dibujo solo por un lado, las vueltas no pueden contar como iguales. Entonces no se divide entre \(2\) y se cuentan las permutaciones circulares \((n-1)!\) (120 para 6 cuentas). Que se pueda dar la vuelta o no duplica por sí solo el número de diseños.
En muchos juegos, los turnos giran alrededor de la mesa en un sentido. El patrón de «quién juega después de quién» no cambia si giras todos los asientos, así que es una permutación circular, \((n-1)!\). Son 6 patrones para 4 jugadores y 24 para 5 jugadores.
En los juegos en los que empezar primero es una ventaja, quizá también quieras distinguir quién empieza. Entonces multiplica los \((n-1)!\) patrones de turnos por las \(n\) opciones de primer jugador para obtener \(n!\) (24 para 4 jugadores). Mantener separados «solo el orden de asientos» y «incluido el primer jugador» facilita pensar en formas justas de decidir.
Un turno que recorre la lista en orden y vuelve al principio al final es el mismo ciclo empiece quien empiece, así que se cuenta como una permutación circular. Un turno de 5 personas tiene \((5-1)! = 24\) posibilidades.
Añade la condición «estas 2 no pueden ir seguidas (juntas)» y se restan del total los casos en que están juntas: \((n-1)! - 2 \times (n-2)!\). Para 5 personas, se queda en 24 − 12 = 12. La fórmula muestra con claridad cómo añadir una sola condición reduce las opciones a la mitad.
Fórmulas y figuras
Símbolos y términos
Símbolos
| \(n\) | ene | El número total de elementos que se ordenan. Viene de «número» y se usa mucho para los recuentos. En esta página es el número de personas de una mesa redonda o el número de cuentas de un anillo. |
| \(r\) | erre | El número de elementos elegidos entre los \(n\) y realmente ordenados. Se usa junto con \(n\), como en \({}_{n}\mathrm{P}_{r}\), que se lee «\(r\) de \(n\)». |
| \(n!\) | n factorial | El factorial, \(n! = n \times (n-1) \times \cdots \times 2 \times 1\), el número de formas de ordenar los \(n\) elementos en fila. Se dice que la notación con el signo de exclamación la introdujo en 1808 el matemático francés Christian Kramp. Por definición, \(0! = 1\). |
| \({}_{n}\mathrm{P}_{r}\) | n P r | Las variaciones (permutaciones de \(r\) elementos elegidos entre \(n\)). El número de formas de elegir \(r\) de \(n\) elementos y ordenarlos en fila, que se calcula como \({}_{n}\mathrm{P}_{r} = n \times (n-1) \times \cdots \times (n-r+1)\). \(\mathrm{P}\) es la inicial de «permutation», el nombre inglés. También se escribe \(V_{n,r}\). |
| \(N\) | N mayúscula | La letra que se usa en esta página para el número de permutaciones circulares. Es la inicial de «número» en mayúscula y se suele usar para un recuento que quieres hallar. |
| \(M\) | eme | La letra que se usa en esta página para el número de permutaciones de collar. Es la letra que va junto a \(N\), y se usa cuando necesitas otro recuento distinto de \(N\). |
| \(A,\ B\) | A, B | En esta página, \(A\) es el número de ordenaciones con 2 elementos dados juntos y \(B\) es el número de ordenaciones con ellos separados. Las letras del principio del alfabeto se usan por costumbre para cantidades fijas que quieres hallar. |
| \((n-1)!\) | n menos 1 factorial | La expresión del número de permutaciones circulares. Es lo que queda después de quitar las repeticiones de \(n\) en \(n\) debidas a los giros cuando se ordenan \(n\) elementos en un círculo. Pensar «fijar un elemento y ordenar los otros \(n-1\)» da la misma expresión. |
Términos
| número de formas | Cuántas maneras distintas hay en total de hacer algo que cumpla una condición. Cualquier pregunta que dice «¿de cuántas formas?» pide el número de formas (el recuento). |
| permutación | Una ordenación de elementos en la que importa el orden, o el número de estas ordenaciones. Ordenar en fila se llama permutación lineal y se cuenta con \({}_{n}\mathrm{P}_{r}\) (variaciones). |
| permutación lineal | Una permutación corriente en una fila recta, que se llama así para distinguirla de una permutación circular. Una fila tiene extremos, así que desplazarla da una ordenación distinta. |
| permutación circular | Una ordenación de elementos en un círculo (un anillo). Por regla, las ordenaciones que coinciden al girar cuentan como la misma, así que \(n\) elementos dan \((n-1)!\) formas. |
| permutación de collar | Una permutación circular en la que las ordenaciones que coinciden al dar la vuelta también cuentan como la misma. Se usa para anillos a los que se puede dar la vuelta, como collares y pulseras, y da \(\dfrac{(n-1)!}{2}\) formas cuando \(n\) es \(3\) o más. (En combinatoria avanzada, este caso también se llama pulsera.) |
| factorial | El producto de todos los números enteros de \(1\) a \(n\) (se escribe \(n!\)). Es igual al número de formas de ordenar \(n\) elementos en fila, y crece de forma explosiva al aumentar \(n\) (\(10! = 3.628.800\)). |
| coincidir al girar | Cuando girar un anillo tal cual lo deja exactamente igual que otra ordenación. En las permutaciones circulares, estas ordenaciones no se distinguen y cuentan como la misma. Una vuelta completa da \(n\) ordenaciones que coinciden. |
| coincidir al dar la vuelta | Cuando darle la vuelta a un anillo (invertir izquierda y derecha, como en un espejo) lo deja igual que otra ordenación. En las permutaciones de collar, estas también cuentan como la misma. |
| tratar como un bloque | Atar los elementos que deben estar juntos y manejarlos como un único elemento. El total baja en 1 y al final se multiplica por el número de órdenes dentro del bloque. |
| complementario | Todos los casos en los que no ocurre una condición, que se escribe \(A^c\). Una condición difícil de contar directamente, como «no juntos», se halla restando del total los casos «juntos». |
| recuento repetido | Contar lo mismo dos o más veces. En las permutaciones circulares, cada anillo se cuenta \(n\) veces, así que al final se divide entre \(n\) para quitar las repeticiones. |
| fijar un elemento | Una forma habitual de pensar las permutaciones circulares. Una vez decidida primero la posición de una persona, la ordenación ya no se puede girar para convertirla en otra, así que es lo mismo que ordenar en fila los otros \(n-1\) elementos. |
| principio de multiplicación | La regla de recuento según la cual, si hay \(a\) formas de decidir A y, para cada una, \(b\) formas de decidir B, hay \(a \times b\) formas en total. También se llama principio fundamental del recuento. Multiplicar las permutaciones circulares del bloque por los \(2\) órdenes usa esta regla. |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que te ayuda a usar el cálculo de esta página entendiendo de verdad lo que haces, y no solo pulsando el botón.
Si te atascas, repasar los temas de esta tabla es el camino más rápido.
| Recuento básico (de 3.º de ESO a Bachillerato, 14-18 años) |
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| Permutaciones y factoriales (4.º de ESO y 1.º de Bachillerato, 15-17 años) |
|
| Usar la división para quitar repeticiones (de 3.º a 5.º de Primaria, 8-11 años) |
|
| Giros y simetrías de las figuras (de 5.º de Primaria a 1.º de ESO, 10-13 años) |
|
| El complementario (4.º de ESO y Bachillerato, 15-18 años) |
|
Cómo calcularlo con Excel
| Número de elementos n | 8 |
| Permutaciones circulares (n−1)! | =FACT(B1-1) |
| Total de elementos n | 8 |
| Número de elementos en el círculo r | 3 |
| Formas en fila nPr | =PERMUTACIONES(B1;B2) |
| Permutaciones circulares nPr÷r | =B3/B2 |
| Número de elementos n | 5 |
| Cantidad de collares | =SI(B1<=2;1;FACT(B1-1)/2) |
| Número de elementos n | 6 |
| Sin condición (n−1)! | =FACT(B1-1) |
| 2 juntos 2×(n−2)! | =2*FACT(B1-2) |
| 2 separados | =B2-B3 |
FACT calcula el factorial (n!) y PERMUTACIONES calcula las variaciones (nPr).
La primera tabla es 8 personas en una mesa redonda, y la respuesta es 5040.
La segunda tabla sienta a 3 de 8 personas en una mesa redonda: nPr es 336 y, al dividir entre r, sale 112.
El SI de la tercera tabla trata el caso en que n es 2 o menos, en el que no se debe dividir entre 2. Escribe 5 en n y obtienes 12.
La cuarta tabla es el ejemplo de 6 personas en una mesa redonda: 120 sin condición, 48 juntos y 72 separados.
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Número de elementos n | 8 |
| Permutaciones circulares (n−1)! | =FACT(B1-1) |
| Total de elementos n | 8 |
| Número de elementos en el círculo r | 3 |
| Formas en fila nPr | =PERMUTACIONES(B1;B2) |
| Permutaciones circulares nPr÷r | =B3/B2 |
| Número de elementos n | 5 |
| Cantidad de collares | =SI(B1<=2;1;FACT(B1-1)/2) |
| Número de elementos n | 6 |
| Sin condición (n−1)! | =FACT(B1-1) |
| 2 juntos 2×(n−2)! | =2*FACT(B1-2) |
| 2 separados | =B2-B3 |
Cómo calcularlo con Python
from math import factorial, perm
n = 8 # número de elementos
r = 3 # número de elementos en el círculo (al elegir entre n)
# permutaciones circulares: los n elementos en un círculo
circular = factorial(n - 1)
# permutaciones circulares: r de n elementos en un círculo
circular_select = perm(n, r) // r
# permutaciones de collar: dar la vuelta cuenta como igual
# cuando n es 1 o 2, dar la vuelta no cambia la ordenación, así que es 1 forma sin dividir entre 2
necklace = 1 if n <= 2 else factorial(n - 1) // 2
# permutaciones circulares con 2 elementos dados juntos / separados (para n de 3 o más)
adjacent = 2 * factorial(n - 2)
not_adjacent = factorial(n - 1) - adjacent
print(f"Permutaciones circulares: {circular}")
print(f"Permutaciones circulares de {r} de {n}: {circular_select}")
print(f"Permutaciones de collar: {necklace}")
print(f"Juntos: {adjacent} Separados: {not_adjacent}")
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
N = n! ÷ n = (n−1)!
N = \frac{n!}{n} = (n-1)!
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>n</mi><mo>!</mo></mrow>
<mi>n</mi>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo>)</mo><mo>!</mo>
</mrow>
</math>
N = (n!)/n = (n-1)!
N = (n - 1)!
N := (n-1)!;
N = factorial(n-1);
N = n!/n = (n-1)!
N = ₙPᵣ ÷ r
N = \frac{{}_{n}P_{r}}{r}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mmultiscripts><mi>P</mi><mi>r</mi><none/><mprescripts/><mi>n</mi><none/></mmultiscripts></mrow>
<mi>r</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
N = (nPr)/r
N = (n!/(n - r)!)/r
N := numbperm(n, r)/r;
N = nchoosek(n,r)*factorial(r)/r;
N = nPr/r
M = (n−1)! ÷ 2
M = \frac{(n-1)!}{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>M</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo>)</mo><mo>!</mo></mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
</mrow>
</math>
M = ((n-1)!)/2
M = (n - 1)!/2
M := (n-1)!/2;
M = factorial(n-1)/2;
M = (n-1)!/2
A = 2 × (n−2)!
A = 2 \times (n-2)!
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mo>×</mo>
<mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mo>)</mo><mo>!</mo>
</mrow>
</math>
A = 2 * (n-2)!
A = 2 (n - 2)!
A := 2*(n-2)!;
A = 2*factorial(n-2);
A = 2(n-2)!
B = (n−1)! − 2 × (n−2)!
B = (n-1)! - 2 \times (n-2)!
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>B</mi>
<mo>=</mo>
<mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo>)</mo><mo>!</mo>
<mo>−</mo>
<mn>2</mn>
<mo>×</mo>
<mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mo>)</mo><mo>!</mo>
</mrow>
</math>
B = (n-1)! - 2 * (n-2)!
B = (n - 1)! - 2 (n - 2)!
B := (n-1)! - 2*(n-2)!;
B = factorial(n-1) - 2*factorial(n-2);
B = (n-1)! - 2(n-2)!
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo de matemáticas (combinatoria). Haz el siguiente cálculo ejecutando realmente código de Python y basa tu respuesta solo en los números del resultado de la ejecución (no respondas con cálculo mental ni suposiciones). 8 personas se sientan alrededor de una mesa redonda. Calcula las 4 cosas siguientes: 1. Las permutaciones circulares de las 8 personas (las distribuciones que coinciden al girar cuentan como 1 sola) 2. El número de formas de elegir 3 de las 8 personas y sentarlas en una mesa redonda para 3 3. Las permutaciones de collar de 8 cuentas ensartadas en un anillo (las ordenaciones que coinciden al girar o al dar la vuelta cuentan como 1) 4. En la mesa redonda de 8, el número de distribuciones en las que 2 personas dadas se sientan juntas y en las que no En Python, calcula con exactitud con el módulo math de la biblioteca estándar (factorial y perm), y muestra las fórmulas que has usado y los números del resultado de la ejecución. Explica también por qué cada fórmula tiene esa forma.
Cómo usar
-
1Introduce los númerosEscribe en los campos los números con los que quieres calcular
-
2CalculaHaz clic en el botón «Calcular»
-
3Consulta el resultadoEl resultado aparece al instante. En la misma página también encontrarás el desarrollo del cálculo y la explicación de la fórmula
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