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新年祝福
15個人聚集在一起,新年到來,他們每個人寫下了一句新年祝福。大家把祝福收集起來,然後重新分回去。如果乙個人拿到了自己寫的祝福,他就會覺得很沒有意思,因為得不到別人的祝福。要避免這種尷尬,一共會有多少種分配方案?
一句話題意:求滿足下列條件的n的排列個數:對於任意i(1≤i≤n),排列的第i個數不是i。本題中n=15。
例如n=3時,滿足條件的排列有2個:312和231
設答案數列為$a_n$,容易知道$a_0=1$,$a_1=0$,下面我們證明$a_n=(n-1)(a_+a_)$,利用這個式子就可以很容易算出$a_$
我們用這樣乙個角度看待n的乙個排列:對於排列的第i個數$b_i$,我們連從i向$b_i$一條邊,最後會得到一些環。例如2143對應兩個環:1->2->1和3->4->3,長度均為2。31245對應3個環:1->3->2->1,4和5,長度分別為3、1、1。
乙個符合條件的完全錯位的排列不能有長度為1的環。要統計n時的所有合法排列,我們可以把它們分成兩類:n所在環長度為2和n所在環大於2。第一類我們可以列舉與n在同乙個環上的數字,一共有n-1種可能,此後剩下的n-2個數字可以獨立考慮,方案數為$a_$,所以是$(n-1)*a_$。第二類在刪除掉n這個數以後仍然是合法排列,可以在n-1的所有排列上任意位置插入乙個n來得到,共有n-1種插入位置,所以是$(n-1)*a_$。因此$a_=(n-1)(a_+a_)。$
定位:中等題、思維題
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