Peluang: Permutasi

Misalkan diberikan suatu himpunan {a, b, c}. Dari anggota-anggota himpunan-himpunan tersebut dapat disusun kata sebagai berikut: abc, acb, bac, bca, cab, dan cba. Susunan ketiga anggota himpunan itu disebut permutasi dari a, b, dan c. (Perhatikan bahwa masing-masing susunan mempunyai urutan yang berbeda dari a, b, dan c).

Dari himpunan tersebut dapat juga dibentuk susunan-susunan yang masing-masing terdiri dari dua unsur yang berbeda dengan urutan: ab, ba, ac, ca, bc, dan cb. Susunan kedua anggota himpunan itu masing-masing disebut permutasi dari a, b, dan c.
Secara umum dapat dikatakan bahwa,

Permutasi dari sekumpulan objek adalah susunan yang berbeda dari objek-objek itu dengan memperhatikan urutannya.

Permutasi pada contoh pertama disebut permutasi tiga-tiga dari 3 objek dilambangkan dengan 3P3, sedangkan permutasi pada contoh kedua disebut permutasi dua-dua dari 3 objek dilambangkan dengan 3P2. Banyaknya permutasi dari n objek yang disusun r objek, dinotasikan dengan nPr, dapat dirumuskan sebagai berikut.

Untuk membuktikan rumus tersebut, perhatikan uraian berikut ini.
Permutasi dapat diartikan dengan susunan berbeda (tanpa pengulangan) yang dapat dibentuk dari n objek yang disediakan, untuk mengisi r kotak. Untuk tempat pertama dalam permutasi itu dapat diambil setiap objek dari n objek yang ada, jadi ada n cara. Tempat kedua dapat ditempati setiap objek kecuali satu unsur yang telah dipakai untuk tempat pertama, jadi ada (n – 1) cara. Untuk tempat ketiga terdapat (n – 2) cara, tempat keempat ada (n – 3) cara, dan seterusnya. Sehingga untuk tempat ke-r terdapat (n – r +1) cara. Menurut prinsip perkalian, akan terdapat n(n – 1)(n – 2) … (n – r + 1) cara. Jadi, nPr = n(n – 1)(n – 2) … (n – r + 1) atau

Untuk n = r diperoleh,

Untuk mengetaui bagaimana permutasi digunakan dalam pemecahan masalah, perhatikan contoh soal berikut.

Contoh Soal
Terdapat 3 anak laki-laki dan 4 orang anak perempuan.

1. Dengan berapa cara mereka dapat duduk berdampingan?
2. Dengan berapa cara mereka dapat duduk berdampingan, jika anak laki-laki dan perempuan masing-masing mengelompok sehingga hanya sepasang anak laki-laki dan perempuan yang berdampingan?

Pembahasan Contoh Soal
Berikut ini pembahasan dari masing-masing soal di atas.

1. Banyaknya cara mereka agar dapat duduk berdampingan dapat dicari dengan menggunakan permutasi, yaitu 7P7 = 7! = 5.040. Mengapa kita menggunakan 7P7? Perhatikan bahwa bahwa terdapat 4 anak laki-laki dan 3 anak perempuan, sehingga totalnya ada (4 + 3), yaitu 7 anak yang akan disusun untuk duduk berdampingan. Tentunya terdapat 7 kursi untuk membuat mereka duduk saling berdampingan. Terdapat 7 objek akan disusun pada 7 tempat, hal ini sama dengan 7P7.
2. Untuk membantu dalam memahami soal poin (b), perhatikan gambar berikut.
   
   Seperti yang diilustrasikan pada gambar, agar 3 anak laki dapat selalu duduk mengelompok, kita dapat membendel 3 anak tersebut menjadi satu. Demikian juga dengan 4 anak perempuan. Sehingga kita akan menyusun 2 bendel pada 2 tempat yang disediakan, 2P2. Bendel pertama terdiri dari 3 anak laki-laki. Tiga anak laki-laki ini disusun pada 3 tempat, 3P3. Bendel kedua terdiri dari 4 anak perempuan. Empat anak perempuan ini disusun pada 4 tempat, 4P4. Sehingga, banyaknya cara menyususun 3 anak laki-laki dan 4 anak perempuan agar anak laki-laki dan perempuan saling mengelompok adalah
   
   Jadi, terdapat 288 cara penyusunan yang memenuhi syarat poin (b).

Semoga bermanfaat