
【計】 first kind Stirling numbers
first; firstly; primary
【醫】 arch-; arche-; eka-; prot-; proto-
【經】 no 1
be similar to; genus; kind; species
【醫】 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
【計】 crossing number; N
【醫】 number
【經】 number
第一類斯特林數是組合數學中用于描述排列輪換結構的特殊數列,分為無符號(Stirling numbers of the first kind)和帶符號(signed)兩種形式。其核心意義可通過以下三方面闡釋:
數學定義與符號表示
無符號第一類斯特林數記為$s(n,k)$,表示将$n$個不同元素劃分為$k$個非空循環排列的方式數。例如,$s(4,2)=11$對應4個元素的11種兩循環劃分方式。帶符號版本則滿足遞推關系$s(n,k)=s(n-1,k-1)-(n-1)s(n-1,k)$,常用于多項式展開。
組合意義與應用場景
該數列與排列的循環分解直接關聯:若一個排列可分解為$k$個不相交循環,則其對應的計數即為$s(n,k)$。這一性質在群論、密碼學置換分析中具有應用價值。例如,計算5個元素的排列中有多少種包含3個循環,答案即為$s(5,3)=35$。
生成函數與特殊公式
其指數生成函數可表示為: $$ sum_{k=0}^n s(n,k)x^k = x(x+1)(x+2)cdots(x+n-1) $$ 這一生成關系在多項式系數研究中扮演重要角色,被收錄于《具體數學》(Concrete Mathematics)等權威教材。
參考文獻
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
第一類斯特林數是組合數學中的重要概念,用于描述元素排列為環結構的方案數。以下是詳細解釋:
第一類斯特林數(無符號形式)記為 $begin{bmatrix}nmend{bmatrix}$ 或 $s(n,m)$,表示将 $n$ 個不同元素劃分為 $m$ 個非空環排列的方案數。
遞推關系是計算第一類斯特林數的核心方法:
$$
begin{bmatrix}nmend{bmatrix} = begin{bmatrix}n-1m-1end{bmatrix} + (n-1) cdot begin{bmatrix}n-1mend{bmatrix}
$$
組合解釋:
計算 $begin{bmatrix}31end{bmatrix}$:
根據遞推公式,$begin{bmatrix}31end{bmatrix} = (3-1)! = 2! = 2$,即 ${1,2,3}$ 的環排列有兩種等價形式。
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