Комбінаторний аналіз
КОМБІНАТО́РНИЙ АНА́ЛІЗ — розділ математики, присвячений вирішенню завдань вибору та розміщення елементів деякої, зазвичай скінченної множини відповідно до заданих правил. Результат такого вибору називають комбінаторною конфігурацією. Метою комбінаторного аналізу є вивчення комбінаторних конфігурацій, алгоритмів їхньої побудови, оптимізації таких алгоритмів, а також визначення кількості конфігурацій певного класу. Головну частину комбінаторного аналізу становлять методи безпосереднього підрахунку кількості конфігурацій, метод твірних функцій, логічні, екстремальні, геом. та ін. методи. При підрахунку кількості комбінаторних конфігурацій важливу роль відіграє правило множення (основний принцип комбінаторного аналізу): якщо дію А можна здійснити m способами, а дію B — n способами, то загальна кількість усіх способів послідовного здійснення дій A і B дорівнює m • n. Найпростішими прикладами комбінаторних конфігурацій є розміщення, перестановки, комбінації. Якщо з множини M, що складається з n елементів, послідовно по одному вибирають m елементів, то одержані набори (відрізняються один від одного або елементами, або їхнім порядком) називають розміщеннями з n елементів по m. Кількість таких розміщень

Розміщення з n елементів по n називають перестановками. Їхня кількість

Комбінації з n елементів по m — це всі можливі m-елементні підмножини з M; їхня кількість

Виникнення основних понять і розвиток комбінаторного аналізу відбувалися паралельно зі становленням тісно повʼязаних із ним галузей математики, зокрема алгебри, чисел теорії та ймовірностей теорії. Його зародження повʼязують із працями французьких учених Б. Паскаля (1623–62) і П. Ферми (1601–65) з теорії азартних ігор, що й склали основу теорії ймовірностей і одночасно містили принципи підрахунку кількості комбінацій елементів скінченної множини. Встановлений ними звʼязок між комбінаторним аналізом і теорією ймовірностей невдовзі став традиційним. Значний внесок у систематичний розвиток комбінаторних методів зробили німецький учений Г.-В. Лейбніц (1646–1716) і швейцарський математик Я. Бернуллі (1654–1705). Вони ввели низку комбінаторних понять з їхнім застосуванням до обчислень ймовірностей, що призвело до виділення комбінаторних методів у самостійний розділ математики. Пізніше російський учений швейцарського походження Л. Ейлер (1707–83) започаткував один з основних методів перерахунку комбінаторних конфігурацій — метод твірних функцій. Особливий інтерес до комбінаторного аналізу науковці почали проявляти у 1950-х роках у звʼязку з бурхливим розвитком кібернетики та дискретної математики (див. Дискретний аналіз) і широким використанням електронно-обчислювальної техніки. Саме у цей період активізувалася зацікавленість класичними комбінаторними задачами. Нині комбінаторний аналіз використовують у багатьох компʼютерних науках, наприклад, для побудови й аналізу різноманітних алгоритмів, значний прогресу досягнуто у комбінаторному вивченні опуклих многогранників, виявлено тісний звʼязок з алгебраїчною топологією. В Україні з розвитком комбінаторного аналізу повʼязана школа А. Скорохода з теорії ймовірностей.