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Rencontres numbers

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4077: 4087: 2166: 2319: 2608: 1773: 1906: 1701: 612: 1979: 2177: 2427: 2735: 1595: 1551: 1817: 498: 106: = 924 ways this could happen. Another often cited example is that of a dance school with 7 couples, where, after tea-break the participants are told to 464: 2864: 4131: 3347: 3255: 507: 132: 4042: 3908: 3120: 2879: 2728: 3803: 3567: 2521: 3241: 3562: 3506: 3166: 2804: 3312: 4121: 3848: 3582: 3435: 3110: 2854: 1716: 4090: 3307: 4080: 3752: 3728: 2721: 3949: 3577: 3826: 3787: 3759: 3733: 3651: 3000: 2748: 99:
For example, if seven presents are given to seven different people, but only two are destined to get the right present, there are
3937: 3903: 3769: 3764: 3609: 3417: 3115: 2869: 512:
Each entry in the table below on the left can be factored into two terms given in the table below on the right: the product of a
4116: 3687: 3600: 3572: 3481: 3430: 3404: 3302: 3085: 3050: 3701: 3618: 3455: 3202: 3080: 3055: 2919: 2914: 2909: 3379: 2889: 2884: 1825: 4126: 4017: 3883: 3591: 3440: 3372: 3357: 3250: 3224: 3156: 2995: 2826: 2811: 2673: 1601: 3534: 533: 3913: 3853: 3843: 3460: 3161: 3020: 2684: 3262: 3005: 2934: 3898: 3893: 3838: 3774: 3539: 3317: 3214: 2799: 2161:{\displaystyle D_{n,m}={\frac {n!}{m!}}{\frac {e^{-z}}{1-z}}={\frac {n!}{m!}}\sum _{k=0}^{n-m}{\frac {(-1)^{k}}{k!}}.} 3718: 3526: 2314:{\displaystyle D_{n,m}={n \choose m}D_{n-m,0}\;\;{\mbox{ and }}\;\;{\frac {D_{n,m}}{n!}}\approx {\frac {e^{-1}}{m!}}} 446:
The usual way (table above) to show the rencontres numbers is in columns corresponding to the number of fixed points
4032: 3808: 3627: 3409: 3362: 3231: 3207: 3187: 3030: 2904: 2784: 2648: 4037: 2980: 3821: 3782: 3656: 3493: 3337: 3282: 3180: 3144: 3015: 41: 3723: 3511: 3277: 3236: 3151: 3105: 3045: 3010: 2899: 2794: 2744: 2363: 2836: 4022: 3964: 3635: 3422: 3332: 3287: 3272: 3192: 3090: 3040: 3035: 2816: 2625:
grows, the probability distribution of the number of fixed points of a random permutation of a set of size
3888: 3876: 3865: 3747: 3643: 3450: 2894: 2874: 2779: 2384: 4111: 4012: 3969: 3813: 3488: 3342: 3322: 3219: 2789: 4062: 4057: 4052: 4047: 3984: 3954: 3833: 3476: 3367: 3267: 2970: 2929: 2924: 2821: 2630: 2464: 2456: 513: 3996: 3521: 3501: 3471: 3445: 3399: 3327: 3139: 3075: 2642: 1946: 1557: 1513: 4027: 3516: 3297: 3292: 3197: 3134: 3129: 2985: 2975: 2859: 2669: 2500: 2367: 3925: 3352: 3095: 3025: 2990: 2939: 2696: 1796: 3100: 2774: 60: 25: 471: 2614: 2699: 3173: 2437: 449: 2440:
number of fixed points is 1 (a fact that follows from linearity of expectation).
4105: 3796: 3544: 2831: 468:
But one can also order them in columns corresponding to the number of moved elements
17: 2713: 1950: 521: 2645:, a different mathematical problem involving the arrangement of diners at tables 2496: 2479:
th moment is smaller than that of that Poisson distribution. Specifically, for
1504: 47: 33: 117: = 924 possibilities that 2 previous couples meet again by chance. 2704: 1911:
The proof is easy after one knows how to enumerate derangements: choose the
2603:{\displaystyle \lim _{n\to \infty }{D_{n,k} \over n!}={e^{-1} \over k!}.} 2676:, volume 104, number 3, March 1997, pages 201–209. 29: 2346:" is the total number of permutations of { 1, ...,  1768:{\displaystyle D_{n,0}=\left\lceil {\frac {n!}{e}}\right\rfloor ,} 2717: 2374: }. The probability that the number of fixed points is 530:
In this order each column corresponds to one subfactorial:
502: 127: 88:
is the number of permutations of { 1, ..., 
2366:
of the number of fixed points of a uniformly distributed
2613:
This is just the probability that a Poisson-distributed
2247: 2524: 2387: 2340:
The sum of the entries in each row for the table in "
2180: 1982: 1901:{\displaystyle D_{n,k}={n \choose k}\cdot D_{n-k,0}.} 1828: 1799: 1719: 1604: 1560: 1516: 536: 474: 452: 110:
find a partner to continue, then once more there are
1696:{\displaystyle D_{n+2,0}=(n+1)(D_{n+1,0}+D_{n,0})\!} 4005: 3963: 3864: 3700: 3678: 3669: 3553: 3388: 3064: 2961: 2952: 2845: 2765: 2756: 2691:, New York, Wiley, 1958, pages 57, 58, and 65. 607:{\displaystyle ~~~T(n,i)={\binom {n}{i}}~\cdot ~!i} 2651:, a similar problem involving partial derangements 2602: 2421: 2313: 2160: 1900: 1811: 1767: 1695: 1589: 1545: 606: 492: 458: 59:. By some accounts, the problem is named after a 2216: 2203: 1864: 1851: 1790: â‰Ą 1, this gives the nearest integer. 1692: 1586: 1542: 583: 570: 2526: 2515:As the size of the permuted set grows, we get 125:Here is the beginning of this array (sequence 2729: 8: 2668:Jim Pitman, "Some Probabilistic Aspects of 1919:; then choose the derangement of the other 3675: 2958: 2762: 2736: 2722: 2714: 2354:!. If one divides all the entries in the 2254: 2253: 2245: 2244: 436: 2689:An Introduction to Combinatorial Analysis 2578: 2572: 2547: 2541: 2529: 2523: 2394: 2388: 2386: 2292: 2286: 2261: 2255: 2246: 2226: 2215: 2202: 2200: 2185: 2179: 2138: 2122: 2110: 2099: 2075: 2050: 2044: 2029: 2002: 1987: 1981: 1877: 1863: 1850: 1848: 1833: 1827: 1798: 1743: 1724: 1718: 1677: 1652: 1609: 1603: 1565: 1559: 1521: 1515: 582: 569: 567: 535: 473: 451: 2459:of this probability distribution is the 920: 619: 137: 2661: 1960:; accordingly, an explicit formula for 1778:where the ratio is rounded up for even 7: 4086: 440:ordered by number of moved elements 36:of the set { 1, ...,  4132:Theory of probability distributions 2422:{\displaystyle {D_{n,k} \over n!}.} 2617:with expected value 1 is equal to 2536: 2207: 1855: 574: 40: } with specified numbers of 14: 2511:Limiting probability distribution 2467:with expected value 1. For 4085: 4076: 4075: 1503: = 0 column enumerate 2533: 2171:This immediately implies that 2135: 2125: 2041: 2022: 1689: 1645: 1642: 1630: 561: 549: 1: 2674:American Mathematical Monthly 2633:with expected value 1. 2370:of { 1, ...,  1590:{\displaystyle D_{1,0}=0,\!} 1546:{\displaystyle D_{0,0}=1,\!} 1973:can be derived as follows: 4148: 4122:Fixed points (mathematics) 3909:Wrapped asymmetric Laplace 2880:Extended negative binomial 2499:, i.e. the number of 2350: }, and is therefore 92: } that have exactly 4071: 3568:Generalized extreme value 3348:Relativistic Breit–Wigner 2745:Probability distributions 1782:and rounded down for odd 444: 439: 2364:probability distribution 2336:Probability distribution 1793:More generally, for any 75:, the rencontres number 3563:Generalized chi-squared 3507:Normal-inverse Gaussian 1812:{\displaystyle k\geq 0} 67: â‰Ą 0 and 0 ≤ 4117:Discrete distributions 3875:Univariate (circular) 3436:Generalized hyperbolic 2865:Conway–Maxwell–Poisson 2855:Beta negative binomial 2700:"Partial Derangements" 2621:. In other words, as 2604: 2423: 2315: 2162: 2121: 1902: 1813: 1769: 1697: 1591: 1547: 608: 494: 460: 3920:Bivariate (spherical) 3418:Kaniadakis Îş-Gaussian 2605: 2424: 2316: 2163: 2095: 1903: 1814: 1770: 1698: 1592: 1548: 609: 495: 493:{\displaystyle i=n-k} 461: 4127:Triangles of numbers 3985:Dirac delta function 3932:Bivariate (toroidal) 3889:Univariate von Mises 3760:Multivariate Laplace 3652:Shifted log-logistic 3001:Continuous Bernoulli 2649:Problème des mĂ©nages 2631:Poisson distribution 2522: 2465:Poisson distribution 2443:More generally, for 2436: â‰Ą 1, the 2385: 2178: 1980: 1915:fixed points out of 1826: 1797: 1717: 1710:. It turns out that 1602: 1558: 1514: 534: 514:binomial coefficient 472: 450: 4033:Natural exponential 3938:Bivariate von Mises 3904:Wrapped exponential 3770:Multivariate stable 3765:Multivariate normal 3086:Benktander 2nd kind 3081:Benktander 1st kind 2870:Discrete phase-type 2643:Oberwolfach problem 1923: −  1499:The numbers in the 3688:Rectified Gaussian 3573:Generalized Pareto 3431:Generalized normal 3303:Matrix-exponential 2697:Weisstein, Eric W. 2600: 2540: 2419: 2368:random permutation 2311: 2251: 2158: 1898: 1809: 1765: 1693: 1587: 1543: 604: 490: 456: 44:: in other words, 22:rencontres numbers 4099: 4098: 3696: 3695: 3665: 3664: 3556:whose type varies 3502:Normal (Gaussian) 3456:Hyperbolic secant 3405:Exponential power 3308:Maxwell–Boltzmann 3056:Wigner semicircle 2948: 2947: 2920:Parabolic fractal 2910:Negative binomial 2595: 2567: 2525: 2503:of a set of size 2491:th moment is the 2463:th moment of the 2414: 2309: 2281: 2250: 2214: 2153: 2093: 2070: 2020: 1862: 1756: 1706:for non-negative 1492: 1491: 1488: 1487: 917: 916: 597: 591: 581: 545: 542: 539: 524:(given second in 459:{\displaystyle k} 435: 434: 4139: 4089: 4088: 4079: 4078: 4018:Compound Poisson 3993: 3981: 3950:von Mises–Fisher 3946: 3934: 3922: 3884:Circular uniform 3880: 3800: 3744: 3715: 3676: 3578:Marchenko–Pastur 3441:Geometric stable 3358:Truncated normal 3251:Inverse Gaussian 3157:Hyperexponential 2996:Beta rectangular 2964:bounded interval 2959: 2827:Discrete uniform 2812:Poisson binomial 2763: 2738: 2731: 2724: 2715: 2710: 2709: 2677: 2666: 2609: 2607: 2606: 2601: 2596: 2594: 2586: 2585: 2573: 2568: 2566: 2558: 2557: 2542: 2539: 2471: >  2428: 2426: 2425: 2420: 2415: 2413: 2405: 2404: 2389: 2362:!, one gets the 2343:Numerical Values 2320: 2318: 2317: 2312: 2310: 2308: 2300: 2299: 2287: 2282: 2280: 2272: 2271: 2256: 2252: 2248: 2243: 2242: 2221: 2220: 2219: 2206: 2196: 2195: 2167: 2165: 2164: 2159: 2154: 2152: 2144: 2143: 2142: 2123: 2120: 2109: 2094: 2092: 2084: 2076: 2071: 2069: 2058: 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519: 516:(given first in 505: 499: 497: 496: 491: 465: 463: 462: 457: 437: 150: 145: 138: 130: 121:Numerical values 26:triangular array 4147: 4146: 4142: 4141: 4140: 4138: 4137: 4136: 4102: 4101: 4100: 4095: 4067: 4043:Maximum entropy 4001: 3989: 3977: 3967: 3959: 3942: 3930: 3918: 3873: 3860: 3797:Matrix-valued: 3794: 3740: 3711: 3703: 3692: 3680: 3671: 3661: 3555: 3549: 3466: 3392: 3390: 3384: 3313:Maxwell–JĂĽttner 3162:Hypoexponential 3068: 3066: 3065:supported on a 3060: 3021:Noncentral beta 2981:Balding–Nichols 2963: 2962:supported on a 2954: 2944: 2847: 2841: 2837:Zipf–Mandelbrot 2767: 2758: 2752: 2742: 2695: 2694: 2681: 2680: 2667: 2663: 2658: 2639: 2629:approaches the 2615:random variable 2587: 2574: 2559: 2543: 2520: 2519: 2513: 2406: 2390: 2383: 2382: 2338: 2301: 2288: 2273: 2257: 2249: and  2222: 2201: 2181: 2176: 2175: 2145: 2134: 2124: 2085: 2077: 2059: 2046: 2025: 2012: 2004: 1983: 1978: 1977: 1972: 1957: 1953: 1942: 1938: 1936: 1931: 1873: 1849: 1829: 1824: 1823: 1795: 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Index

combinatorics
triangular array
integers
permutations
fixed points
derangements
solitaire
A008290
OEIS
A098825
OEIS
binomial coefficient
subfactorial
derangements
generated
power series
probability distribution
random permutation
expected
moment
Poisson distribution
Bell number
partitions
random variable
Poisson distribution
Oberwolfach problem
Problème des ménages
Set Partitions
American Mathematical Monthly
Riordan, John

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