Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 414 работающих калькуляторов

ВЫБОРКА · ОНЛАЙН

Число упорядоченных выборок с возвращением

Если объект после извлечения кладут обратно, каждое из k извлечений снова выбирает из всех N объектов, поэтому число упорядоченных выборок равно N в степени k. Калькулятор возводит N в степень k и показывает размер пространства исходов, на котором строятся оценки для бутстрепа и простых вероятностных моделей.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Сколько различимых объектов можно извлекать, целое от 1 до 100000.
Сколько раз объект извлекают с возвращением, от 0 до 50.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Степень

Результат810 000

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Сколько упорядоченных выборок с возвращением получится из N объектов

Допустим, вы случайно выбираете участника опроса из списка, записываете его и возвращаете в список, а затем повторяете выбор. Вопрос «сколько выборок с возвращением можно составить» возникает, когда нужно понять размер пространства исходов: сколько разных последовательностей может получиться при k извлечениях из совокупности из N объектов.

Ответ короткий — N в степени k, но смысл этой формулы и её отличие от других комбинаторных чисел часто путают. Ниже разобрано, почему считается именно так, чем она отличается от выборки без возвращения и где пригодится.

Почему число вариантов равно N в степени k

Первое извлечение можно сделать N способами. Так как объект вернулся, второе извлечение тоже выбирает из всех N объектов, и независимо от первого результата вариантов снова N. По правилу произведения общее число последовательностей равно N · N · … · N, где множитель повторён k раз.

В комбинаторике такие последовательности называют размещениями с повторениями. Их порядок важен: последовательность (А, Б, А) отличается от (А, А, Б), хотя состав объектов у них одинаковый.

Разбор примера: выбор учеников и бросок кубика

В классе 30 учеников, и четыре раза подряд наугад называют фамилию, возвращая назвавшегося обратно. Получаем 30⁴ = 810000 различных упорядоченных результатов. Один и тот же ученик может быть назван несколько раз — это допустимо, раз он возвращается.

Другой пример — пять бросков игрального кубика. Каждый бросок даёт 6 исходов, поэтому записей результатов 6⁵ = 7776. Если спросить, какова вероятность конкретной последовательности, достаточно разделить единицу на это число, поскольку все последовательности равновероятны.

Сравнение с выборкой без возвращения

Без возвращения число вариантов на шагах уменьшается: N · (N − 1) · … · (N − k + 1). Для тех же 30 учеников и четырёх извлечений это 657720 последовательностей, на 18,8% меньше, чем 810000. Разница мала при малых k и большом N, но быстро растёт, когда k приближается к N.

Поэтому в практике допущение «с возвращением» часто используют как приближение, если выборка составляет малую долю совокупности: вероятность дважды выбрать один и тот же объект тогда мала. Для крупных долей выборки такое упрощение даёт заметную погрешность.

Где применяется число выборок с возвращением

Оно нужно в бутстрепе: из исходной выборки размера n многократно формируют новые выборки такого же размера с возвращением, и всего возможных вариантов n^n. На практике перебирают лишь случайную часть, но знание размера пространства показывает, что вариантов более чем достаточно.

Формула N^k встречается и в простых задачах кодов и паролей, где символы могут повторяться: например, трёхзначный код из десяти цифр даёт 10³ = 1000 комбинаций. Но для безопасных паролей важна не только комбинаторика, но и предсказуемость выбора.

Наконец, N^k помогает прикинуть вычислительную нагрузку: полный перебор всех упорядоченных выборок из 20 объектов по 8 извлечений потребовал бы рассмотреть 25,6 млрд вариантов. Такая оценка заранее показывает, когда перебор нереален и лучше использовать случайную часть вариантов.

Типичные ошибки при подсчёте выборок

Первая ошибка — применять формулу, когда порядок не важен: тогда нужно считать сочетания с повторениями, и число вариантов будет меньше. Вторая — забывать, что выборка без возвращения даёт другое число, и подставлять N^k там, где объекты не возвращаются.

Третья ошибка — путать число выборок с вероятностью. Число N^k — это количество равновероятных последовательностей лишь при случайном выборе с равными шансами; если шансы объектов разные, вероятности придётся считать отдельно для каждой последовательности.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

M = N · N · … · N = N^k

Проверенные примеры

Опрос с повторным выбором

Из 30 учеников 4 раза выбирают случайного, возвращая выбранного обратно. Сколько упорядоченных выборок возможно?

Каждое из 4 извлечений даёт 30 вариантов, всего 30⁴ = 810000 упорядоченных выборок.

Пять бросков кубика

Кубик бросают 5 раз и записывают последовательность результатов. Сколько разных последовательностей возможно?

Здесь N = 6 граней, k = 5 бросков, 6⁵ = 7776 последовательностей.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите N — сколько различимых объектов в совокупности.
  2. Введите k — сколько раз объект извлекается с возвращением.
  3. Нажмите «Вычислить» и сравните результат с числом выборок без возвращения, если оно вам нужно.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Чем выборка с возвращением отличается от выборки без возвращения?

При возвращении один и тот же объект может попасть в выборку несколько раз, и число вариантов на каждом шаге остаётся равным N. Без возвращения варианты сокращаются: N, N − 1, N − 2 и так далее.

Учитывается ли порядок извлечения?

Да, считаются упорядоченные последовательности: выбор (А, Б) и (Б, А) разные. Если порядок не важен, число вариантов меньше и считается другой формулой.

Почему результат быстро становится огромным?

Потому что показатель степени растёт линейно, а число выборок — показательно. Для N = 100 и k = 10 уже 10²⁰ вариантов, что выходит за допустимые пределы калькулятора.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_090246/

Предварительный просмотр