组合数学作业答案(4)

2019-03-28 16:09

其差分表的第0条对角线为

0,1,30,150,240,120,0,0,?

因此

?n?1??n?1??n?1??n?1??n?1??n?1?5???????????k?0?1?30?150?240?120??1??2??3??4??5??6?? ????????????k?012. 证明第二类Stirling数满足关系 (a) S(n,1)?1,(n?1) (b) S(n,2)?2n?1?1,(n?2) (c) S(n,n?1)?????,(n?1)

n?n??2?(d) S(n,n?2)??????3????,(n?2)

证明 (a) 设n?1,因为将个物体放入1个盒子中,只有一种方法,所以S(n,1)?1。

n(b) 设n?2,A是n-元集,则A的非空真子集的个数为2?2。任取A的非空真子集B,

?n??3??n??4?将B中元素放入一个盒子,而将其他元素放入另一个盒子,就得到一种将A中元素放入两个非空盒子的方法。显然,B和它的补集A?B对应同一种方法,即每种方法都对应A的两个子集。因此,S(n,2)?(2n?2)/2?2n?1?1。

?n?(c) 设n?1。若n?1,则S(n,n?1)?0??下面考虑n?2的情况。将n个物体放入n?1?2??。

??个非空盒子中,必然有一个盒子中有两个物体,而其余盒子中只有一个物体。设A是n-元集,任取A的2-组合B,将B中元素放入一个盒子,将其余元素各放进一个盒子,就得到将n个物体放入n?1个非空盒子中的方法。因此,可在A的2-组合和将n个物体放入n?1个非空盒子中的方法之间建立一一对应。所以,S(n,n?1)?????。

?n??2?(d) 设n?2。若n?2,S(n,n?2)?0??????3????。下面考虑n?3的情况。将n个物体放入n?2个非空盒子中,有两种可能。一种情况是,有一个盒子中放入3个物体,其

?n??3??n??4??n?余盒子中各放入一个物体,这种情况发生的次数是??3??。另一种情况是,有两个盒子中各

??放入2个物体,其余盒子中各放入一个物体。从这n个物体中任取出四个,设它们是

?n?a,b,c,d,a可与b,c,d之一在一个盒子中。因此,这种情况发生的次数是3??4??。所以,

???n??n?S(n,n?2)???3???3??4??。

????13. 令X是p-元集并令Y是k-元集。证明,把X映射到Y上的函数f:X?Y的个数等于

k!S(p,k)?S#(p,k)

证明 设Y?{b1,b2,?,bk}。将b1,b2,?,bk看作k个不同盒子,若f(x)?bi,则把X中元素x放入盒子bi,这在X映射到Y上的函数和将X中元素放入k个不同非空盒子的方法之间建立了一一对应。因此,把X映射到Y上的函数f:X?Y的个数等

于k!S(p,k)?S#(p,k)。


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