next up previous
Next: Zagadnienia wyliczenia Up: Elementy kombinatoryki Previous: Związki między kombinacjami, permutacjami

Inne często spotykane schematy kombinatoryczne

  1. Obliczyć liczbę jednomianów n zmiennych x1, x2,..., xn stopnia d. Jednomian stopnia d jest iloczynem d czynników. Kolejność czynników w iloczynie jest nieistotna, więc można przyjąć, że zmienne w iloczynie występują w naturalnym porządku. Wstawmy do ciągu czynników iloczynu n - 1 dodatkowych wyrazów - przegródek: między ostatnim x1 a pierwszym x2, między ostatnim x2 a pierwszym x3, itd. Teraz można wszystkie zmienne zastąpić jedną zmienną x - przegródki pozwalają odtworzyć jednomian: każdy x przed pierwszą przegródką trzeba zastąpić przez x1, każdy x między pierwszą a drugą przegródką - przez x2, itd. Zatem jednomianów jest tyle samo, co ciągów złożonych z d liter x i n - 1 przegródek. Ale takich ciągów jest tyle, ile podzbiorów d-elementowych (miejsc na x - y) zbioru (n - 1 + d )-elementowego (numerów wyrazów ciągu). Zatem szukaną liczbą jest

    $\displaystyle \binom{n+d-1}{d}$

  2. Zbiór wszystkich funkcji ze zbioru n-elementowego na zbiór k-elementowy. Liczbę elementów tego zbioru oznaczamy symbolem S(n, k). Liczby S(n, k) nazywamy liczbami Stirlinga drugiego rodzaju. Można je obliczać za pomocą funkcji tworzącej

    $\displaystyle \sum_{{n=0}}^{{\infty}}$S(n, k)$\displaystyle {\frac{{x^n}}{{n!}}}$ = $\displaystyle {\frac{{(e^x - 1)^k}}{{n}}}$

    lub rekurencyjnie:

    S(n, n) = 1 dla n $\displaystyle \geq$ 0,    S(n, 0) = 0 dla n > 0,
    S(n, k) = S(n - 1, k - 1) + kS(n - 1, k).

  3. Liczba relacji równoważności w zbiorze n-elementowym, mających k klas abstrakcji jest równa S(n, k). Liczba rozbić zbioru n-elementowego na k podzbiorów (parami rozłącznych) jest równa S(n, k). Liczba wszystkich relacji równoważności w zbiorze n-elementowym (i wszystkich rozbić zbioru n-elementowego) jest równa

    B(n) = $\displaystyle \sum_{{k=0}}^{n}$S(n, k).

    Liczby B(n) nazywamy liczbami Bella. Liczby Bella można obliczać rekurencyjnie:

    B(n + 1) = $\displaystyle \sum_{{k=0}}^{n}$$\displaystyle \binom{n}{k} $B(k)


next up previous
Next: Zagadnienia wyliczenia Up: Elementy kombinatoryki Previous: Związki między kombinacjami, permutacjami
Pawel Gladki 2006-01-30