■完全順列(撹乱順列・その1)
[1]モンモールの問題
モンモール数は規準となる並び順に対して,どの要素も本来のポジションにないような順列のことで,完全順列(撹乱順列)と呼ばれます.たとえば,{5,1,2,3,4}はどの数も元の場所に位置していないので完全順列,{5,2,1,3,4}は2の位置が固定されたままなので完全順列ではありません.
n個の宛名を書いた封筒にn個の手紙を無作為に入れるとき,すべての手紙がその宛名と違う封筒に入る確率は,包除原理より,
(n,1)/n−(n,2)/n(n−1)+(n,3)/n(n−1)(n−2)−・・・+(n,n)/n!
=1−1/1!+1/2!−・・・+(−1)^n1/n!
n=13のとき
1−1/1!+1/2!−・・・+(−1)^n1/n!=0.3679
n→∞のとき,
(1−1/n)^n → 1/e=0.3678・・・
に近づきます.
n個の要素に対する完全順列の数をモンモール数と呼びます.一般項は
f(n)=n!Σ(−1)^k/k!
また,漸化式
f(n)=(n−1)(f(n−1)+f(n−2))
が成り立ちます.
n f(n)
1 0
2 1
3 2
4 9
5 44
6 265
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