91
правка
Изменения
Нет описания правки
{{Определение
|definition=
'''Инвариантная перестановка''' {{- --}} такая перестановка, которая по условию задачи не меняет сам объект, а только его представление.
}}
Примером инвариантной перестановки в нашем случае является циклический сдвиг.
|statement=Количество комбинаторных объектов равно сумме количеств неподвижных точек по всем перестановкам из группы <tex>G</tex> , делённой на размер этой группы:
<tex> C = </tex> <tex dpi = "180">\frac{1} {|G|}</tex><tex>\sum\limits_{k \in G}I(k)</tex>. Где <tex>I(k)</tex> {{- --}} количество неподвижных точек для перестановки <tex>k</tex>.
|proof=
Рассмотрим сумму в числителе дроби справа:
<tex>\sum\limits_{k \in G}I(k)</tex> — {{---}} это ни что иное как количество "инвариантных пар". Очевидно, что в формуле мы имеем право изменить порядок суммирования - сделать внешнюю сумму по элементам множества <tex>f</tex>, а внутри нее поставить величину <tex>J(f)</tex> — {{---}} количество перестановок, относительно которых объект <tex>f</tex> инвариантен:
Для доказательства этой формулы составим таблицу, столбцы которой будут подписаны всеми значениями <tex>f_i</tex>, строки — {{---}} всеми перестановками <tex>k_j</tex>, а в клетках таблицы будут стоять их произведения . Тогда, если мы будем рассматривать столбцы этой таблицы как множества, то некоторые из них могут совпасть, и это будет как означать, что соответствующие этим столбцам <tex>f</tex> также эквивалентны. Таким образом, количество различных как множество столбцов равно количеству различных комбинаторных объектов.
Теперь зафиксируем произвольный элемент <tex>f</tex>. С одной стороны, он встречается в своём столбце ровно <tex>J(f)</tex> раз (по самому определению). С другой стороны, все столбцы внутри одного комбинаторного объекта одинаковы как мультимножества. Следовательно, внутри каждого столбца данного комбинаторного объекта любой элемент <tex>g</tex> встречается ровно <tex>J(g)</tex> раз.
Таким образом, если мы возьмём произвольным образом от каждого класса эквивалентности по одному столбцу и просуммируем количество элементов в них, то получим, с одной стороны, <tex>C|G|</tex> (это получается, просто умножив количество столбцов на их размер), а с другой стороны — {{---}} сумму величин <tex>J(f)</tex> по всем <tex>f</tex>(это следует из всех предыдущих рассуждений):
<tex> C =</tex> <tex dpi = "180"> \frac{1} {|G|}</tex><tex>\sum\limits_{f} J(f)</tex>
|id=teorPo.
|author=Пойа
|statement= <tex> C =</tex> <tex dpi = "180"> \frac{1} {|G|}</tex><tex>\sum\limits_{k \in G} l^{P(k)}</tex> ,где <tex>C</tex> {{- --}} кол-во различных комбинаторных объектов, <tex>P(k) </tex> - кол-во циклов в перестановке <tex>k</tex>, <tex>l</tex>{{--- }} кол-во различных состояний одного элемента.
|proof=Для доказательства этой теорем достаточно установить следующее равенство
<tex>I(k) = l^{P(k)}</tex>
== Алгоритм решения задачи про ожерелья ==
Пусть нам даны бусинки <tex>k </tex> различных цветов, а ожерелье должно состоять из <tex>n </tex> бусинок.
Для решения воспользуемся формулой из теоремы Пойа.
где С <tex>C</tex> - кол-во различных ожерелий,которые можно составить из <tex>n </tex> бусинок <tex>k </tex> различных цветов.