Чтобы определить, сколькими способами можно расставить 4 различные книги на книжной полке, нужно воспользоваться понятием перестановок.
Перестановка — это упорядоченное расположение множества объектов. Если у нас есть ( n ) различных объектов, количество способов, которыми мы можем их упорядочить, называется факториалом ( n ) и обозначается как ( n! ).
Факториал ( n ) (обозначается как ( n! )) определяется как произведение всех положительных целых чисел от 1 до ( n ):
[ n! = n \times (n-1) \times (n-2) \times \ldots \times 2 \times 1. ]
В нашем случае ( n = 4 ), поскольку у нас 4 книги. Рассчитаем ( 4! ):
[ 4! = 4 \times 3 \times 2 \times 1. ]
Теперь выполним умножение:
[ 4! = 4 \times 3 = 12, ]
[ 12 \times 2 = 24, ]
[ 24 \times 1 = 24. ]
Итак, количество способов, которыми можно расставить 4 различные книги на книжной полке, равно 24.
Для большей наглядности можно представить процесс выбора позиций для каждой книги:
- Для первой позиции можно выбрать любую из 4 книг.
- Для второй позиции остаётся 3 книги.
- Для третьей позиции остаётся 2 книги.
- Для четвёртой позиции остаётся 1 книга.
Произведение количества вариантов для каждой позиции и даёт нам факториал:
[ 4 \times 3 \times 2 \times 1 = 24. ]
Таким образом, существует 24 различных способа расставить 4 различные книги на книжной полке.