Субфакторіал

Субфакторіал числа n (позначається як !n) — кількість інверсій порядку n, перестановок порядку n без нерухомих точок. Назва субфакторіал походить від аналогії з факторіалом, який визначає загальну кількість перестановок.

Зокрема, !n є число способів покласти n листів в n конвертів (по одному в кожен) так, щоб жодний лист не потрапив у відповідний конверт (так звана «задача про листи»).

Явна формула

Субфакторіал можна обчислити за допомогою принципу включення-виключення: 

Інші формули

  • , де  позначає неповну гамма-функцію, a e — математична константа;
  • , де  позначає найближче до x ціле число;
  •  де  позначає цілу частину числа.
  • Справедливі формальні тотожності:  та , де треба розуміти як , а  — як .

Таблиця значень

Кількість можливих перестановок і безладів n елементів. n! (N факторіал) — кількість n-перестановок; !N (n субфакторіал) — кількість безладів, де всі n елементів змінити свої початкові місця
!1 = 0
!2 = 1
!3 = 2
!4 = 9
!5 = 44
!6 = 265
!7 = 1 854
!8 = 14 833
!9 = 133 496
!10 = 1 334 961
!11 = 14 684 570
!12 = 176 214 841
!13 = 2 290 792 932
!14 = 32 071 101 049
!15 = 481 066 515 734
!16 = 7 697 064 251 745
!17 = 130 850 092 279 664
!18 = 2 355 301 661 033 953
!19 = 44 750 731 559 645 106
!20 = 895 014 631 192 902 121
!21 = 18 795 307 255 050 944 540

Властивості

  • (такі ж властивості притаманні і факторіалу): де і . Початкові члени послідовності :
1, 1, 3, 11, 53, 309, 2119, … (послідовність A000255 з Онлайн енциклопедії послідовностей цілих чисел, OEIS)
  • Число 148349 є субфакторіоном, тобто дорівнює сумі субфакторіалів своїх цифр (аналог факторіона):
(знайдене J. S. Madachy, 1979)
  • Субфакторіал іноді допускається в математичних іграх типу отримання різних результатів з певних цифр (наприклад, відома гра «Чотири четвірки», де рівність !4 = 9 може принести користь).

Посилання

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.