Stirlingova čísla
Author
Albert FloresStirlingova čísla jsou čísla hojně využívaná ve více oblastech matematiky, nejčastěji se s nimi můžeme setkat v matematické analýze, diskrétní matematice, zejména v kombinatorice. Byla pojmenována po skotském matematikovi Jamesi Stirlingovi, který je definoval v 18. století.
Stirlingova čísla dělíme na dvě kategorie:
* Stirlingova čísla prvního druhu * Stirlingova čísla druhého druhu
Stirlingova čísla prvního druhu
===== Značení ===== Stirlingova čísla prvního druhu nejčastěji označujeme S\begin{bmatrix} n \\ k \end{bmatrix}, dále se můžeme setkat s označením S[n;k] nebo s(n;k).
===== Definice ===== Stirlingova čísla prvního druhu definujeme jako „počet permutací na n-prvkové množině s k cykly“.
===== Tabulka hodnot =====
\begin{matrix} & & \\ & & k \\ n & \end{matrix} | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1 | |||||||||
1 | 0 | 1 | ||||||||
2 | 0 | 1 | 1 | |||||||
3 | 0 | 2 | 3 | 1 | ||||||
4 | 0 | 6 | 11 | 6 | 1 | |||||
5 | 0 | 24 | 50 | 35 | 10 | 1 | ||||
6 | 0 | 120 | 274 | 225 | 85 | 15 | 1 | |||
7 | 0 | 720 | 1764 | 1624 | 735 | 175 | 21 | 1 | ||
8 | 0 | 5040 | 13068 | 13132 | 6769 | 1960 | 322 | 28 | 1 | |
9 | 0 | 40320 | 109584 | 118124 | 67284 | 22449 | 4536 | 546 | 36 | 1 |
Stirlingova čísla druhého druhu
===== Značení ===== Stirlingova čísla druhého druhu nejčastěji označujeme S\begin{Bmatrix} n \\ k \end{Bmatrix}, dále například S(n,k).
===== Definice ===== Stirlingova čísla druhého druhu definujeme jako „počet rozkladů n-prvkové množiny na k tříd“.
Každá z těchto k tříd musí obsahovat alespoň jeden prvek.
Např. S\begin{Bmatrix} 3 \\ 2 \end{Bmatrix}, neboli „počet rozkladů tří prvkové množiny na dvě třídy“ si můžeme představit následujícím způsobem.
Prvky v množině označíme jako A;B;C, máme tedy množinu \{A,B,C\}, chceme ji rozdělit na 2 množiny („třídy“).
Máme tyto možnosti:
* \{A;B\},\{C\} * \{A;C\},\{B\} * \{B;C\},\{A\}.
Rozdělení \{A;B;C\},\{\} nepočítáme, protože druhá množina neobsahuje alespoň jeden prvek.
Počet možných rozkladů je 3, neboli S\begin{Bmatrix} 3 \\ 2 \end{Bmatrix} = 3.
===== Tabulka hodnot =====
\begin{matrix} & & \\ & & k \\ n & \end{matrix} | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1 | |||||||||
1 | 0 | 1 | ||||||||
2 | 0 | 1 | 1 | |||||||
3 | 0 | 1 | 3 | 1 | ||||||
4 | 0 | 1 | 7 | 6 | 1 | |||||
5 | 0 | 1 | 15 | 25 | 10 | 1 | ||||
6 | 0 | 1 | 31 | 90 | 65 | 15 | 1 | |||
7 | 0 | 1 | 63 | 301 | 350 | 140 | 21 | 1 | ||
8 | 0 | 1 | 127 | 966 | 1701 | 1050 | 266 | 28 | 1 | |
9 | 0 | 1 | 255 | 3025 | 7770 | 6951 | 2646 | 462 | 36 | 1 |