
【计】 first kind Stirling numbers
first; firstly; primary
【医】 arch-; arche-; eka-; prot-; proto-
【经】 no 1
be similar to; genus; kind; species
【医】 group; para-; race
this
【化】 geepound
especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex
circles; forest; woods
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【计】 crossing number; N
【医】 number
【经】 number
第一类斯特林数是组合数学中用于描述排列轮换结构的特殊数列,分为无符号(Stirling numbers of the first kind)和带符号(signed)两种形式。其核心意义可通过以下三方面阐释:
数学定义与符号表示
无符号第一类斯特林数记为$s(n,k)$,表示将$n$个不同元素划分为$k$个非空循环排列的方式数。例如,$s(4,2)=11$对应4个元素的11种两循环划分方式。带符号版本则满足递推关系$s(n,k)=s(n-1,k-1)-(n-1)s(n-1,k)$,常用于多项式展开。
组合意义与应用场景
该数列与排列的循环分解直接关联:若一个排列可分解为$k$个不相交循环,则其对应的计数即为$s(n,k)$。这一性质在群论、密码学置换分析中具有应用价值。例如,计算5个元素的排列中有多少种包含3个循环,答案即为$s(5,3)=35$。
生成函数与特殊公式
其指数生成函数可表示为: $$ sum_{k=0}^n s(n,k)x^k = x(x+1)(x+2)cdots(x+n-1) $$ 这一生成关系在多项式系数研究中扮演重要角色,被收录于《具体数学》(Concrete Mathematics)等权威教材。
参考文献
Wolfram MathWorld: Stirling Numbers of the First Kind
Encyclopedia of Mathematics: Stirling numbers
Graham, R. L. et al. (1994). Concrete Mathematics, 2nd ed., Addison-Wesley
第一类斯特林数是组合数学中的重要概念,用于描述元素排列为环结构的方案数。以下是详细解释:
第一类斯特林数(无符号形式)记为 $begin{bmatrix}nmend{bmatrix}$ 或 $s(n,m)$,表示将 $n$ 个不同元素划分为 $m$ 个非空环排列的方案数。
递推关系是计算第一类斯特林数的核心方法:
$$
begin{bmatrix}nmend{bmatrix} = begin{bmatrix}n-1m-1end{bmatrix} + (n-1) cdot begin{bmatrix}n-1mend{bmatrix}
$$
组合解释:
计算 $begin{bmatrix}31end{bmatrix}$:
根据递推公式,$begin{bmatrix}31end{bmatrix} = (3-1)! = 2! = 2$,即 ${1,2,3}$ 的环排列有两种等价形式。
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