Combinaciones y permutaciones

Por el equipo de promedio.net · Actualizado el

Las permutaciones y las combinaciones son las dos formas básicas de contar de cuántas maneras se pueden elegir k elementos de un grupo de n. La diferencia está en el orden: en una permutación el orden importa (primer, segundo y tercer lugar de una carrera son posiciones distintas), y en una combinación no importa (elegir a tres personas para un equipo es lo mismo en cualquier orden). Con los mismos n y k siempre hay más permutaciones que combinaciones, porque cada grupo de k elementos puede ordenarse de k! maneras. Son la base para calcular probabilidades clásicas: casos favorables entre casos posibles.

Fórmulas

El factorial n! es el producto 1 × 2 × … × n (por convención, 0! = 1). Las dos fórmulas solo se distinguen por el k! del denominador, que «borra» los distintos órdenes de un mismo grupo.

P(n, k) = n!(n − k)!   ·   C(n, k) = n!k! (n − k)!

Dos casos más aparecen a menudo. Con repetición permitida y orden importante (contraseñas, placas), hay nk arreglos. Y para ordenar n objetos donde algunos se repiten (letras de una palabra), se divide n! entre el factorial de cada repetición.

Cómo decidir cuál usar

  1. Pregúntate si cambiar el orden produce un resultado distinto. Si sí, es permutación; si no, combinación.
  2. Pregúntate si un elemento puede elegirse más de una vez. Si sí, usa las fórmulas con repetición.
  3. Identifica n (de cuántos eliges) y k (cuántos eliges).
  4. Aplica la fórmula y simplifica los factoriales antes de multiplicar: 8!/5! = 8 × 7 × 6.
  5. En Excel: =PERMUTACIONES(n;k) y =COMBINAT(n;k).

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: el podio de una carrera (permutación)

En una final corren 8 atletas. ¿De cuántas formas puede quedar el podio (oro, plata y bronce)?

P(8, 3) = 8! ÷ 5! = 8 × 7 × 6 = 336 podios distintos.

Si te preguntaran solo qué tres atletas suben al podio, sin importar la medalla, la respuesta sería C(8, 3) = 336 ÷ 3! = 336 ÷ 6 = 56 grupos. Cada grupo de tres puede repartirse las medallas de 6 maneras.

Ejemplo 2: elegir un comité con condiciones (combinación)

Un grupo tiene 10 alumnos y 8 alumnas. Hay que formar una comisión de 4 alumnos y 2 alumnas.

  • Formas de elegir a los alumnos: C(10, 4) = 210.
  • Formas de elegir a las alumnas: C(8, 2) = 28.
  • Total: 210 × 28 = 5,880 comisiones.

Las dos elecciones son independientes, así que se multiplican (principio multiplicativo). Si se sumaran, contarías comisiones incompletas.

Ejemplo 3: repeticiones

  • Un NIP de 4 dígitos (se pueden repetir y el orden importa): 10⁴ = 10,000 posibilidades. Por eso probar al azar casi nunca funciona.
  • Ordenar las letras de PAPAS (5 letras, con la P y la A repetidas dos veces cada una): 5! ÷ (2! × 2!) = 120 ÷ 4 = 30 palabras distintas.

Para qué sirven en estadística

El número de combinaciones aparece directamente en la distribución binomial (de cuántas formas se reparten k éxitos en n intentos) y en la hipergeométrica (de cuántas formas se extrae una muestra de un lote). También explica por qué el número de muestras posibles crece de forma explosiva: de un grupo de 50 personas se pueden sacar C(50, 10), más de 10,000 millones de muestras distintas de 10, y el muestreo aleatorio simple da a cada una la misma probabilidad.

Cuándo no usarlas

Errores comunes