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Contar permutaciones sin punto fijo

Dejemos que $n$ sea un número entero positivo.

Consideremos un conjunto ordenado $S_n = [1,2,3,...,n]$ donde el $j$ elemento de la izquierda es igual a $j$ .

Consideremos ahora una función definida en $S_n$ como una permutación de ese conjunto.

$$ f(S_n) = P(S_n) $$

Ahora iterando la función $f$ significa reordenar iterativamente el conjunto como la permutación $f$ lo hace.

En notación

$$f^m(S_n) = f( f^{m-1}(S_n)) = P ( f^{m-1}(S_n)) = P^m(S_n)$$

--

Dejemos que $f$ ser una función "buena" si no asigna ninguna $a$ en $S_n$ a la misma posición.

Dejemos que $G(n,b) $ denotan la cardinalidad de las funciones $f$ para $S_n$ tal que $f,f^2,...f^b$ son todas buenas funciones.

Lo que se sabe sobre $G(n,b)$ ?

¿Puede darse en forma cerrada?

¿Tiene una representación integral?

No puedo evitar pensar en los números binomiales y de euler pero estoy confundido. Tal vez esto está mal, tal vez no.

Me parece una pregunta muy sencilla, por lo que quizá la respuesta sea muy conocida y el resultado tenga nombre

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justartem Puntos 13

Creo que una buena manera de ver esto es a través de la representación del ciclo de la permutación. Lo que queremos es el número de permutaciones tales que cada ciclo tiene un tamaño de al menos $b+1$ .

Una forma posible de contarlos es recorrer todas las particiones numéricas de $n$ en partes de tamaño mínimo $b+1$ (así se recorren todos los tipos de ciclos posibles). Para cada tipo de ciclo podemos encontrar el número de permutaciones con esta sencilla fórmula .

Iterar a través de todas las posibles particiones de números puede hacerse con bastante facilidad si las ordenamos de forma creciente y las recorremos lexicográficamente.

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