錯排問題的二項式反演解法

2021-08-27 03:53:20 字數 1236 閱讀 1449

錯排是乙個很經典的問題,對此,有乙個二項式反演的求法。

正常的錯排的公式是基於容斥的。記pi

p

i表示滿足

i i

號點在自己的位置的排列,那麼錯排就是求乙個: u−

⋃pi' role="presentation" style="position: relative;">u−⋃

piu−

⋃pi,那麼很明顯用容斥原理計算一下就可以得到式子,這裡不多說。

如果是要求錯排,我們考慮其補集,就是說

n n

個點的排列,有

k' role="presentation" style="position: relative;">k

k個點在自己原來的位置的方案,那麼我們答案就是k=

0 k=0

的時候。

考慮怎麼求這個東西。

硬點

k k

個點在自己的原位,即是 cn

k' role="presentation" style="position: relative;">ckn

cnk,然後剩下的隨便排,就是有(n

−k)!

( n−

k)

!種,但是明顯會算重複以及不合法的。考慮容斥,對於乙個k0

≥kk 0≥

k,我們在硬點的時候有ck

k0c k0

k的方案硬點到此,然後有ck

0nc nk

0的選顏色的方案,所以就是這樣,將這個式子取k=

0 k=0

的時候,與常見的方法算出來的一模一樣。

具體的,式子就是: ∑k

0=0(

−1)k

0−kc

k0nc

kk0(

n−k0

)!∑ k0

=0(−

1)k0

−kcn

k0ck

0k(n

−k0)

!下面從二項式反演的角度來說明這個問題:

首先我們從廣義的容斥原理來說,設fi

f

i為容斥係數,那麼應當有: ∑n

i=0c

inf(

i)=[

n=k]

∑ i=

0ncn

if(i

)=[n

=k

]所以就出來了。

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