错排公式理解

什么是错排?
n个元素放在n个位置,元素编号和位置编号各不对应,也就是每个元素都不能在它们原来的位置上。
举例:1 2 3的错排有两种,即3 1 2 和2 1 3

1 2 3 4的错排有9种
4 1 2 3 ,4 3 2 1,4 3 1 2
3 4 1 2 ,3 1 4 2,3 1 2 4
2 1 4 3 ,2 4 1 3, 2 3 4 1
… …

错排公式:
n个元素放在n个位置,元素编号和位置编号各不对应的种数设为D(n),则有
D(n)=(n-1)*( D(n-1) + D(n-2) ).其中 D(1) = 0,D(2) = 1.
公式推导:
当n≥3时,任意一个数k的排列在n个位置上时有两种情况:

1、当k排在第n位上时,有n-2种排列方式,即D(n-2),比如1 2 3分别在A B C的位置上,当3放在A位置上,刚开始成了3 2 1,那么就只剩1种情况可排,2 1 3.

2、当k不在第n个位置上时,可以认为第n位上被一个新的数取代,还是(n-1)种错排,即D(n-1)。
因为k的位置有n-1种取法,所以公式为D(n)=(n-1)*( D(n-1) + D(n-2) )
下面通过几个习题熟悉一下错排公式:
链接:神、上帝以及老天爷

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