Число Моцкіна

Число Моцкіна для даного числа n — це кількість можливих варіантів з'єднання n різних точок на колі хордами, які не перетинаються (хорди можуть виходити не з кожної точки). Числа Моцкіна названі на честь Теодора Моцкіна і мають багато проявів у геометрії, комбінаториці і теорії чисел.

Числа Моцкіна для формують послідовність:

1, 1, 2, 4, 9, 21, 51, 127, 323, 835, 2188, 5798, 15511, 41835, 113634, 310572, 853467, 2356779, 6536382, 18199284, 50852019, 142547559, 400763223, 1129760415, 3192727797, 9043402501, 25669818476, 73007772802, 208023278209, 593742784829, … послідовність A001006 з Онлайн енциклопедії послідовностей цілих чисел, OEIS

Приклади

Малюнки демонструють 9 способів поєднати 4 точки на колі хордами, які не перетинаються:

А ці показують 21 спосіб з'єднати 5 точок:

Властивості

Числа Моцкіна задовольняють рекурентним співвідношенням

Числа Моцкіна можуть бути виражені через біноміальні коефіцієнти і числа Каталана:

Просте число Моцкіна — це число Моцкіна, яке є простим, таких відомо чотири:

2, 127, 15511, 953467954114363... послідовність A092832 з Онлайн енциклопедії послідовностей цілих чисел, OEIS

Інтерпретації в комбінаториці

Число Моцкіна для n також є кількістю додатних цілих послідовностей довжини n-1, у яких початковий і кінцевий елементи дорівнюють 1 або 2, а різниця між будь-якими двома послідовними елементами дорівнює -1, 0 або 1.

Також число Моцкіна для n задає кількість маршрутів з точки (0, 0) до точки (n, 0) за n кроків, якщо дозволено переміщуватися лише вправо (вгору, вниз або прямо) на кожному кроці, і забороняється опускатися нижче осі y = 0.

Наприклад, на рисунку показано 9 можливих шляхів Моцкіна від (0, 0) до (4, 0):

Існує щонайменше чотирнадцять різних проявів чисел Моцкіна в різних галузях математики, які перерахували Донагі та Шапіро 1977 року в своєму огляді чисел Моцкіна.[1]

Гвіберт, Пергола та Пінзані 2001 року показали, що вексилярні інволюції[прояснити] перераховані числами Моцкіна.[2]

Див. також

Примітки

  1. Donaghey, R.; Shapiro, L. W. (1977). Motzkin numbers. Journal of Combinatorial Theory. Series A 23 (3): 291–301. MR 0505544. doi:10.1016/0097-3165(77)90020-6.
  2. Guibert, O.; Pergola, E.; Pinzani, R. (2001). Vexillary involutions are enumerated by Motzkin numbers. Annals of Combinatorics 5 (2): 153–174. ISSN 0218-0006. MR 1904383. doi:10.1007/PL00001297.

Посилання

Посилання

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