错排问题
错排问题是组合数学中的问题之一。一个含有n个元素的排列,若这个排列中全部的元素都不在自己原来的位置上,既然如此那,这样的一个排列就是原排列的一个错排。
解答方式
针对情况较少的排列,可以使用枚举法。
当n=1时,唯有一种排列情况且不是错排,D1=0;
当n=2时,全排列有两种,1、2和2、1,后者是错排,D2=1;
当n=3时,全排列有3!=6种,错排有两种,D3=2;
D4=9、D5=44、D6=265……
针对排列数非常多时,枚举的方式就不适合了,可以用递推思想推导。
当n=3时,我们假设数字n在第k个位置上,这时k一定要满足1≤k≤n-1。这个时候有两种情况:
1.数字k在第n个位置上时,n和k唯一确定了,且满足错排条件。剩下n-2个数字,即Dn-2;
2.数字k不在第n个位置上,这个时候有n-1个数字的错排情况,即Dn-1;
故此,针对每一种确定的k值,有Dn=Dn-1+Dn-2,又因为k有n-1个满足的值,故此,后结论是
Dn=(n-1)*(Dn-1+Dn-2)
错排计数。错位排列的公式有dn=n!(1-1/1!+1/2!-1/3!+...+(-1)^n*1/n!)
还有一个递推的形式 d[n]=(n-1)*(d[n-1]+d[n-2]) 。这当中 d[0]=1 d[1]=0 d[2]=1;
c(n,i)* d[i] 即每种错排情况的个数,累加起来就可以。
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