■高次元の結晶構造(その9)
【1】第2種スターリング数
ここでは,n個の数字を3つのグループA,B,Cに分ける方法の総数で,ただし,各グループA,B,Cは少なくとも1つの数字を含むものとします.
もっと一般に,1≦k≦nとし,n個の数字をk個のグループに分ける方法の総数で,ただし,各グループは少なくとも1つの数字を含むものの数をnSkとします.
nSkは第2種スターリング数と呼ばれるもので,漸化式
n+1Sk=nSk-1+knSk
が成り立ちます.
nS1=1を出発点として
nS2=2^n-1−1
nS3=3^n-1/2−2^n-1+1/2
nS4=4^n-1/6−3^n-1/2+2^n-2−1/6
一般項は
nSk=1/k!Σ(−1)^k-jkCjj^n
となります.以下,
nS5=(5^n−5・4^n+10・3^n−10・2^n+5)/5!
nS6=(6^n−6・5^n+15・4^n−20・3^n+15・2^n−6)/6!
と続く.
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【2】原始的平行多面体のk次元面数公式
n個をk個の区別のあるコンパートメントに分ける場合の数は
nTk=Σ(−1)^k-jkCjj^n
これはすべてのコンパートメントに少なくとも1つは属するように分けるという意味です.包除原理を使って証明することができます.原始的平行多面体のk次元面数公式にも出てきます.
nSkは第2種スターリング数と呼ばれるもので,漸化式
が成り立ちます.
n+1Sk=nSk-1+knSk
nTk=k!・nSk
ですから
k!・n+1Sk=n+1Tk
k!・nSk-1=knTk-1
k!・nSk=nTk
n+1Tk=knTk-1+knTk
nT1=1を出発点として
nT2=2^n−2
nT3=3^n−3・2^n+3
nT4=4^n−4・3^n+6・2^n−4
nT5=(5^n−5・4^n+10・3^n−10・2^n+5)
nT6=(6^n−6・5^n+15・4^n−20・3^n+15・2^n−6)
nTn=Σ(−1)^n-jnCjj^n={n!−・・3^nnC2・・2^nnC2・・nC1}
原始的平行多面体では
f0=(n+1)!
f1=n/2・f0
fn-1=2(2^n−1)
ですから
fn-1=n+1T2
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[まとめ]パラメータがずれているようである.
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