Сколько существует отображений n-элементного множества A
на m-элементное множество B.
Решение:
Если
![$n<m$ $n<m$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/3/5/735940f8f34ad41e75ee10df0da3b9f382.png)
, то
![$D_n^m=0$ $D_n^m=0$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/b/7/2b752f0207415c7c24585b3e0b2cb71382.png)
.
Если
![$n=m$ $n=m$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/4/c/54ca4fff6191b4190e6bf7a018106c3782.png)
, то
![$D_n^m=A_n^n$ $D_n^m=A_n^n$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/7/5/d75957afd710a75ddc7e999f30f9331c82.png)
.
Если
![$n>m$ $n>m$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/5/6/256effc5b249cfe20fc820b82ae49def82.png)
, то тут уже сложнее.
Вообще всего отображений n-элементного множества
в m-элементное множество равно
![$D_n^m=n^m$ $D_n^m=n^m$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/a/a/7aa690d29d6f2a65e7a962674dd25b1082.png)
, но среди них есть и такие отображения, которые не являются сюръективными. Попробуем их вычесть.
![$D_n^m=n^m-m(m-1)^n$ $D_n^m=n^m-m(m-1)^n$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/d/9/8d97b3be500618f03749e864ec94b99a82.png)
. Последнее слагаемое – это количество всех отображений, в которых не задействован ровно один элемент из B, плюс удвоенное количество отображений, в которых не задействованы два и более элементов из B. Получается, что мы вычли лишнее. Вернем часть обратно.
![$D_n^m=n^m-m(m-1)^n+C_m^2(m-2)^n$ $D_n^m=n^m-m(m-1)^n+C_m^2(m-2)^n$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/7/e/f7e2bfce4ea503878fe09aff93ef9e3a82.png)
. Последнее слагаемое – это количество отображений, в которых не задействованы ровно два элемента из B плюс утроенное количество отображений, в которых не задействованы три и более элементов из B. Опять прибавили лишнее. Дальше рассуждаем аналогично.
В итоге получаем
![$D_n^m=C_m^0n^m-C_m^1(m-1)^n+C_m^2(m-2)^n+...+(-1)^mC_m^m(m-m)=\\=\sum\limits_{i=0}^{m}(-1)^iC_m^i(m-i)^n.$ $D_n^m=C_m^0n^m-C_m^1(m-1)^n+C_m^2(m-2)^n+...+(-1)^mC_m^m(m-m)=\\=\sum\limits_{i=0}^{m}(-1)^iC_m^i(m-i)^n.$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/6/f/06f4130e98348526fdf6338d810c497f82.png)
Правильно? И если правильно, то сойдет такое обоснование?