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尤拉數


尤拉數 <n; k> 給出了集合 {1,2,...,n} 中恰好有 k排列升序 的排列數(Graham et al. 1994, p. 267)。請注意,Comtet (1974) 使用了略有不同的尤拉數定義,他將尤拉數 A(n,k) (有時也表示為 A_(n,k)) 定義為長度為 k-1排列遊程 的數量,因此 A(n,k)=<n; k-1>

尤拉數由以下求和公式顯式給出

 <n; k>=sum_(j=0)^(k+1)(-1)^j(n+1; j)(k-j+1)^n
(1)

(Comtet 1974, p.  243)。尤拉數滿足以下求和恆等式

 sum_(k=0)^n<n; k>=n!
(2)

以及 Worpitzky 恆等式

 sum_(k=1)^n(k+x-1; n)<n; k>=x^n.
(3)

尤拉數也出現在 sinc 函式 積分的令人驚訝的上下文中,也出現在以下形式的和中

sum_(k=1)^(infty)k^nr^k=Li_(-n)(r)
(4)
=1/((1-r)^(n+1))sum_(i=0)^(n-1)<n; i>r^(n-i),
(5)

其中 Li_m(z)多對數函式。因此,<n; k>x^(k+1) 在以下表達式中的係數給出

 ((1-x)^(n+1)Li_(-n)(x))/x.
(6)

<n; k> 具有 指數生成函式

 sum_(k=0)^inftysum_(n=0)^infty<n; k>(x^n)/(n!)(z^k)/(k!)=((z-1)e^x)/(ze^x-e^(xz)).
(7)

尤拉數 A(n,k) 滿足 遞推關係

 A(n,k)=(n-k+1)A(n-1,k-1)+kA(n-1,k).
(8)

特殊情況由下式給出

<n; 1>=2^n-n-1
(9)
<n; 2>=3^n-2^n(n+1)+1/2n(n+1)
(10)
<n; 3>=4^n-3^n(n+1)+2^(n-1)n(n+1)-1/6(n-1)n(n+1)
(11)

並在下表中總結。

kOEIS<1; k>, <2; k>, <3; k>, ...
1A0002950, 1, 4, 11, 26, 57, 120, 247, 502, 1013, ...
2A0004600, 0, 1, 11, 66, 302, 1191, 4293, 14608, ...
3A0004980, 0, 0, 1, 26, 302, 2416, 15619, 88234, ...

將數字 A(n,k) 排列成三角形,得到 尤拉數三角形

 1
1  1
1  4  1
1  11  11  1
1  26  66  26  1
1  57  302  302  57  1
1 120 1191 2416 1191 120 1.
(12)

(OEIS A008292)。因此,尤拉數代表了 二項式係數 的一種推廣,其中定義的 遞推關係 分別對鄰居的和按其行號和列號進行加權。


另請參閱

組合鎖, 尤拉數, 尤拉數三角形, 尤拉素數, 尤拉鋸齒數, 排列升序, 排列遊程, 多對數函式, 西蒙·紐科姆問題, sinc 函式, Worpitzky 恆等式, Z 變換

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參考文獻

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在 上被引用

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請引用本文為

Weisstein, Eric W. "尤拉數。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/EulerianNumber.html

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