Введение

Тип пермутации В комбинаторной математике, чередующаяся пермутация (или зигзаговая пермутация) множества {1, 2, 3, , n} - это пермутация (сочетание) этих чисел таким образом, что каждая запись попеременно больше или меньше предыдущей записи. Этот тип пермутации был впервые изучен Дезире Андре в 19 веке. Различные авторы используют термин чередующаяся пермутация несколько по-разному: некоторые требуют, чтобы вторая запись в чередующейся пермутации должна быть больше, чем первая (как в примерах выше), другие требуют, чтобы чередование было обращено вспять (так, что вторая запись меньше, чем первая, затем третья больше, чем вторая и так далее), в то время как другие называют оба типа именем чередующаяся пермутация. Определение числа An чередующихся пермутаций множества {1, , n} называется проблемой Андре. Числа An известны как числа Эйлера, цигзагообразные числа или числа вверх/вниз. Когда n - это четное число, то оно называется сектантным числом, а если n - нечетным, то оно называется тангентным числом. Эти последние названия пришли из изучения генерирующей функции для последовательности.

Определения

Считается, что перестановка c1, , cn чередуется, если ее записи чередуются с подъемом и спусканием. Таким образом, каждая запись, кроме первой и последней, должна быть либо больше, либо меньше, чем обе ее соседние. Некоторые авторы используют термин "переменная" для обозначения только переменных "вверх-вниз", для которых c1 < c2 > c3 <, называя перемены "вниз-вверх", которые удовлетворяют c1 > c2 < c3 >, именем обратной переменной. Другие авторы переворачивают эту конвенцию или используют слово "переменная" для обозначения как переменных сверху вниз, так и сверху вверх. Существует простое соответствие один к одному между перестановками вниз вверх и вверх вниз: замена каждого входа ci на n + 1 ci переворачивает относительный порядок входов. По общепринятой традиции в любой схеме наименования уникальные перестановки длины 0 (перестановка пустого множества) и 1 (перестановка, состоящая из одной записи 1) считаются чередующимися.

Связанные последовательности

Нечетные индексированные цигзагообразные числа (то есть, тангенсные числа) тесно связаны с числами Бернулли. Отношение дается формулой для n > 0. Если Zn обозначает число пермутаций {1, , n}, которые либо вверх, либо вниз, либо вверх (или и то, и другое, для n < 2), то из приведенной выше пары следует, что Zn = 2An для n ≥ 2. Первые несколько значений Zn - 1, 1, 2, 4, 10, 32, 122, 544, 2770, 15872, 101042, Цифры Эйлера в зигзаге связаны с числами Энрингера, из которых можно вычислить цигзагообразные числа. Числа Энрингера могут быть определены рекурсивно следующим образом: n-е зигзаговое число равно числу Энрингера E ((n, n). Числа A2n с четными индексами называются сектантными числами или циг-числами: поскольку сектантная функция четная, а тангентная - нечетная, из теоремы Андре выше следует, что они являются числителями в ряду Маклаурина сек х. Первые несколько значений - 1, 1, 5, 61, 1385, 50521, числа секанта связаны с подписанными числами Эйлера (коэффициенты Тейлора гиперболического секанта) по формуле E2n = (-1) nA2n. (En = 0 когда n нечетное число.) Соответственно, числа A2n+1 с нечетными индексами называются тангенсными числами или загольными числами. Первые несколько значений 1, 2, 16, 272, 7936.