Bell-szám
5 objektum összes lehetséges (52) osztályozása
A kombinatorikában az Eric Temple Bellről elnevezett n -edik Bell-szám egy n elemű halmaz lehetséges osztályozásainak száma. A B n -nel jelölt n -edik Bell-szám egyúttal egy n elemű halmaz ekvivalenciarelációinak száma. Például B 3 = 5, mert az {a , b , c } háromelemű halmaznak 5 osztályozása van:
{ {a }, {b }, {c } }
{ {a }, {b , c } }
{ {b }, {a , c } }
{ {c }, {a , b } }
{ {a , b , c } }
Bell-számok
A sorozat első elemei a nulladik tagtól kezdődően:
1, 1 , 2 , 5 , 15 , 52 , 203 , 877 , 4140, 21147, 115975, 678570, … (A000110 sorozat az OEIS -ben)
Összefüggések
A Bell-számokat a másodfajú Stirling-számok összegzésével kapjuk:
B
n
=
∑ ∑ -->
k
=
0
n
S
(
n
,
k
)
.
{\displaystyle B_{n}=\sum _{k=0}^{n}S(n,k).}
A Bell-számokra vonatkozó rekurzív képlet:
B
n
+
1
=
∑ ∑ -->
k
=
0
n
(
n
k
)
B
k
.
{\displaystyle B_{n+1}=\sum _{k=0}^{n}{{n \choose k}B_{k}}.}
Érvényes továbbá a következő formula:
B
n
=
1
e
∑ ∑ -->
k
=
0
∞ ∞ -->
k
n
k
!
{\displaystyle B_{n}={\frac {1}{e}}\sum _{k=0}^{\infty }{\frac {k^{n}}{k!}}\,}
(Dobiński 1877)[ 1]
A Bell-számok aszimptotikus nagyságrendje:
B
n
∼ ∼ -->
1
n
λ λ -->
n
n
+
1
2
e
λ λ -->
n
− − -->
n
− − -->
1
,
{\displaystyle B_{n}\sim {\frac {1}{\sqrt {n}}}\lambda _{n}^{n+{\frac {1}{2}}}e^{\lambda _{n}-n-1},}
ahol
λ λ -->
n
ln
-->
λ λ -->
n
=
n
.
{\displaystyle \lambda _{n}\ln \lambda _{n}=n.}
A Bell-számok sorozatának exponenciális generátorfüggvénye:
∑ ∑ -->
n
=
0
∞ ∞ -->
B
n
x
n
n
!
=
exp
-->
(
exp
-->
(
x
)
− − -->
1
)
.
{\displaystyle \sum _{n=0}^{\infty }B_{n}{\frac {x^{n}}{n!}}=\exp(\exp(x)-1).}
Bell-háromszög
A Bell-háromszög a Pascal-háromszöghöz hasonló elrendezésű ábra, amely a Bell-számok egyszerű kiszámolását adja. Egyéb elnevezései Aitken-sorozat vagy Peirce-háromszög Alexander Aitken és Charles Sanders Peirce [ 2] után. Jelen esetben a bal szélső sor tartalmazza a Bell-számokat, a jobb szélső eggyel előrébb jár.
Bell háromszög készítése
1
1 2
2 3 5
5 7 10 15
15 20 27 37 52
52 67 87 114 151 203
203 255 322 409 523 674 877
Bell-háromszög rajzolásának lépései
Az első sorban egy egyes van.
Vesszük a következő sort. (n növelése 1-gyel)
Az n. sor 1. eleme egyenlő az n-1. sor utolsó elemével.
Az n. sor minden elemére (m=2,...,n):
Az n. sor m. eleme egyenlő az n. sor m-1. és az n-1. sor m-1. elemének összegével.
Vissza a 2. lépésre.
Jegyzetek
↑ G. Dobiński: Summirung der Reihe
∑ ∑ -->
n
m
n
!
{\displaystyle \scriptstyle \sum {\frac {n^{m}}{n!}}}
für m = 1, 2, 3, 4, 5, … , Grunert-Archiv 61, 1877, S. 333–336
↑ "Sloane's A011971 : Aitken's array", On-Line Encyclopedia of Integer Sequences , OEIS Foundation
Források
Hajnal Péter: Összeszámlálási problémák, Polygon jegyzettár, Szeged
Katona Gyula Y., Recski András, Szabó Csaba: A számítástudomány alapjai, Typotex, Budapest
Lovász László: Kombinatorikai problémák és feladatok, Typotex, Budapest
Képlet alapján Számsorozat alapján Tulajdonság alapján Számrendszerfüggő Mintázatok
Iker (p , p + 2)
Ikerprímlánc (n − 1, n + 1, 2n − 1, 2n + 1, …)
Prímhármas (p , p + 2 vagy p + 4, p + 6)
Prímnégyes (p , p + 2, p + 6, p + 8)
prím n −es
Unokatestvér (p , p + 4)
Szexi (p , p + 6)
Chen
Sophie Germain (p , 2p + 1)
Cunningham-lánc (p , 2p ± 1, …)
Biztonságos (p , (p − 1)/2)
Számtani sorozatban (p + a·n , n = 0, 1, …)
Kiegyensúlyozott (egymást követő p − n , p , p + n )
Méret alapján Komplex számok Összetett számok Kapcsolódó fogalmak Az első 100 prím