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組合數學各類公式及應用總結

卡特蘭數

應用

  • 矩陣連乘: P=a1×a2×a3×……×an,依據乘法結合律,不改變其順序,只用括號表示成對的乘積,試問有幾種括號化的方案?
  • 一個棧(無窮大)的進棧序列為1,2,3,…,n,有多少個不同的出棧序列?
  • 在一個凸多邊形中,通過若干條互不相交的對角線,把這個多邊形劃分成了若干個三角形。任務是鍵盤上輸入凸多邊形的邊數n,求不同劃分的方案數
  • 給定N個節點,能構成多少種不同的二叉搜尋樹?
  • 給定n對括號,求括號正確配對的字串數

遞推式:


  • 前幾項:
    1,1, 2, 5, 14, 42, 132, 429, 1430, 4862, 16796

第一類Stirling數

應用

  • 將n個物體排成k個非空迴圈排列(非空的)的方法數

遞推式:這裡寫圖片描述
前幾項:
這裡寫圖片描述

第二類Stirling數

 **應用**
  • n個元素劃分成k個無序集合的方案數

遞推式:這裡寫圖片描述

前幾項:
這裡寫圖片描述

貝爾數

應用

  • 包含n個元素的集合的劃分方法的數目。

遞推式:

  • 列表內容

  • 這裡寫圖片描述,其中S()為第二類Stirling數
    前幾項:
    1, 1, 2, 5, 15, 52, 203, 877,4140, 21147, 115975

那羅延數

應用

  • 在由n對”(“和”)”組成的字串中,共有k對”(“與”)”相鄰,這樣的字串一共有N(n,k)個

遞推式:這裡寫圖片描述
前幾項:

n\k 1 2 3 4 5 6 7 8
1 1
2 1 1
3 1 3 1
4 1 6 6 1
5 1 10 20 10 1
6 1 15 50 50 15 1
7 1 21 105 175 105 21 1
8 1 28 196 490 490 196 28 1

默慈金數

應用

  • 在一個圓上的n個點間,畫出彼此不相交的弦的全部方法的總數

遞推式:

  • 列表內容
  • 這裡寫圖片描述
    前幾項:
    1, 2, 4, 9, 21, 51, 127, 323, 835, 2188, 5798, 15511, 41835, 113634

盧卡斯定理

應用:
- 大組合數求模
公式:
Cnm%p=CnpmpCn%pm%p

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