NOMBRES – Curiosités, Théorie et Usages

 

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RUBRIQUE   Nombres

 

Débutants

Général

Formes permutées

 

Glossaire

Général

 

INDEX

 

Permutations

 

Motifs

 

Général

Divisibilité

12345

Permutations de n

Nombres d'Euler

Ondulants d'Euler

Algorithmes simples  de permutation

Algorithmes rapides

Cycles dans les permutations

Calcul quantité de cycles

Complémentés à 999… ou 1000…

Permutation spirale

Permutations à motifs

 

Sommaire de cette page

>>> Notation

>>> Permutations et nombres d'Euler

>>> Triangle des nombres d'Euler

>>> Formule de calcul et programmation

>>> Propriétés

>>> Nombre d'Euler de 2e espèce

 

 

 

Nombres d'Euler

sur les formes permutées

Nombres eulériens

 

Quantité de permutations présentant un certain nombre de chiffres successifs croissants.

En 1755, Euler étudiait des polynômes dont les coefficients sont appelés aujourd'hui, nombres d'Euler.

 

Anglais: Coefficients of Eulerian polynomials. Number of permutations of m objects with rises.

 

 

Notations

 

On note A(n, m)

n la quantité d'éléments dans la permutation et

m la quantité de croissances dans une permutation.

A(n, m) est la quantité de permutations de n éléments  ayant n chiffres plus grands que le chiffre précédent.

 

Exemple

Avec cette permutation sur 4 éléments (parmi 24), 2 cas de croissance (nombre suivant plus grand: 1, 3 et 2, 4.

 

 

Un dénombrement montre que 11 cas identiques sont présents parmi les 24.

 

 

Notation de
Donald Knuth (1968)

 

 

 

Les nombres d'Euler sont une sorte de généralisation des coefficients du binôme (triangle de Pascal).

 

Pascal

 

Euler

1, 2, 1

=>

1, 4, 1

1, 3, 3, 1

=>

1, 11, 11, 1

 

 

 

Permutations et nombres d'Euler

Permutations (1, 2, 3)

Listons les permutations de {1, 2, 3}:
il y en a six. A(3) = 6 = 3!

Identifions celles où le chiffre suivant est supérieur au précédent:

*      1  avec aucune croissance: A(3,0) = 1

*      4 avec un seul chiffre en croissance: A(3,1) = 4

*    1 avec deux croissances: A(3,2) = 1

 

Permut.

> 

Compte

Notation

123

1, 2

2, 3

1

A(3,2) = 1

132

1, 3

1

 

213

1, 3

2

 

231

2, 3

3

 

312

1,2

4

A(3,1) = 4

321

/

1

A(3,0) = 1

  

 

Permutations (1, 2, 3, 4)

 

A(4) = 24

A(4, 3) = 1

A(4, 2) = 11

A(4, 1) = 11

A(4, 0) = 1

 

[1, 2, 3, 4], 3

[1, 2, 4, 3], 2

[1, 3, 2, 4], 2

[1, 3, 4, 2], 2

[1, 4, 2, 3], 2

[1, 4, 3, 2], 1

[2, 1, 3, 4], 2

[2, 1, 4, 3], 1

[2, 3, 1, 4], 2

[2, 3, 4, 1], 2

[2, 4, 1, 3], 2

[2, 4, 3, 1], 1

[3, 1, 2, 4], 2

[3, 1, 4, 2], 1

[3, 2, 1, 4], 1

[3, 2, 4, 1], 1

[3, 4, 1, 2], 2

[3, 4, 2, 1], 1

[4, 1, 2, 3], 2

[4, 1, 3, 2], 1

[4, 2, 1, 3], 1

[4, 2, 3, 1], 1

[4, 3, 1, 2], 1

[4, 3, 2, 1], 0

 

Permutations (1, 2, 3, 4, 5)

 

A(5) = 5! = 120

A(5, 4) =   1

A(5, 3) = 26

A(5, 2) = 66

A(5, 1) = 26

A(5, 0) =   1

 

 

[1, 2, 3, 4, 5], 4

[1, 2, 3, 5, 4], 3

[1, 2, 4, 3, 5], 3

[1, 2, 4, 5, 3], 3

[1, 2, 5, 3, 4], 3

[1, 2, 5, 4, 3], 2

[1, 3, 2, 4, 5], 3

[1, 3, 2, 5, 4], 2

[1, 3, 4, 2, 5], 3

[1, 3, 4, 5, 2], 3

[1, 3, 5, 2, 4], 3

[1, 3, 5, 4, 2], 2

[1, 4, 2, 3, 5], 3

[1, 4, 2, 5, 3], 2

[1, 4, 3, 2, 5], 2

[1, 4, 3, 5, 2], 2

[1, 4, 5, 2, 3], 3

[1, 4, 5, 3, 2], 2

[1, 5, 2, 3, 4], 3

[1, 5, 2, 4, 3], 2

[1, 5, 3, 2, 4], 2

[1, 5, 3, 4, 2], 2

[1, 5, 4, 2, 3], 2

[1, 5, 4, 3, 2], 1

[2, 1, 3, 4, 5], 3

[2, 1, 3, 5, 4], 2

[2, 1, 4, 3, 5], 2

[2, 1, 4, 5, 3], 2

[2, 1, 5, 3, 4], 2

[2, 1, 5, 4, 3], 1

[2, 3, 1, 4, 5], 3

[2, 3, 1, 5, 4], 2

[2, 3, 4, 1, 5], 3

[2, 3, 4, 5, 1], 3

[2, 3, 5, 1, 4], 3

[2, 3, 5, 4, 1], 2

[2, 4, 1, 3, 5], 3

[2, 4, 1, 5, 3], 2

[2, 4, 3, 1, 5], 2

[2, 4, 3, 5, 1], 2

[2, 4, 5, 1, 3], 3

[2, 4, 5, 3, 1], 2

[2, 5, 1, 3, 4], 3

[2, 5, 1, 4, 3], 2

[2, 5, 3, 1, 4], 2

[2, 5, 3, 4, 1], 2

[2, 5, 4, 1, 3], 2

[2, 5, 4, 3, 1], 1

[3, 1, 2, 4, 5], 3

[3, 1, 2, 5, 4], 2

[3, 1, 4, 2, 5], 2

[3, 1, 4, 5, 2], 2

[3, 1, 5, 2, 4], 2

[3, 1, 5, 4, 2], 1

[3, 2, 1, 4, 5], 2

[3, 2, 1, 5, 4], 1

[3, 2, 4, 1, 5], 2

[3, 2, 4, 5, 1], 2

[3, 2, 5, 1, 4], 2

[3, 2, 5, 4, 1], 1

[3, 4, 1, 2, 5], 3

[3, 4, 1, 5, 2], 2

[3, 4, 2, 1, 5], 2

[3, 4, 2, 5, 1], 2

[3, 4, 5, 1, 2], 3

[3, 4, 5, 2, 1], 2

[3, 5, 1, 2, 4], 3

[3, 5, 1, 4, 2], 2

[3, 5, 2, 1, 4], 2

[3, 5, 2, 4, 1], 2

[3, 5, 4, 1, 2], 2

[3, 5, 4, 2, 1], 1

[4, 1, 2, 3, 5], 3

[4, 1, 2, 5, 3], 2

[4, 1, 3, 2, 5], 2

[4, 1, 3, 5, 2], 2

[4, 1, 5, 2, 3], 2

[4, 1, 5, 3, 2], 1

[4, 2, 1, 3, 5], 2

[4, 2, 1, 5, 3], 1

[4, 2, 3, 1, 5], 2

[4, 2, 3, 5, 1], 2

[4, 2, 5, 1, 3], 2

[4, 2, 5, 3, 1], 1

[4, 3, 1, 2, 5], 2

[4, 3, 1, 5, 2], 1

[4, 3, 2, 1, 5], 1

[4, 3, 2, 5, 1], 1

[4, 3, 5, 1, 2], 2

[4, 3, 5, 2, 1], 1

[4, 5, 1, 2, 3], 3

[4, 5, 1, 3, 2], 2

[4, 5, 2, 1, 3], 2

[4, 5, 2, 3, 1], 2

[4, 5, 3, 1, 2], 2

[4, 5, 3, 2, 1], 1

[5, 1, 2, 3, 4], 3

[5, 1, 2, 4, 3], 2

[5, 1, 3, 2, 4], 2

[5, 1, 3, 4, 2], 2

[5, 1, 4, 2, 3], 2

[5, 1, 4, 3, 2], 1

[5, 2, 1, 3, 4], 2

[5, 2, 1, 4, 3], 1

[5, 2, 3, 1, 4], 2

[5, 2, 3, 4, 1], 2

[5, 2, 4, 1, 3], 2

[5, 2, 4, 3, 1], 1

[5, 3, 1, 2, 4], 2

[5, 3, 1, 4, 2], 1

[5, 3, 2, 1, 4], 1

[5, 3, 2, 4, 1], 1

[5, 3, 4, 1, 2], 2

[5, 3, 4, 2, 1], 1

[5, 4, 1, 2, 3], 2

[5, 4, 1, 3, 2], 1

[5, 4, 2, 1, 3], 1

[5, 4, 2, 3, 1], 1

[5, 4, 3, 1, 2], 1

[5, 4, 3, 2, 1], 0

 

 

Triangle des nombres d'Euler

 

Table jusqu'aux permutations de onze éléments

 

 

Formule de calcul et programmation

 

 

Formule

Voir Combinaisons

 

 

Programme Maple

Exemple avec n = 11

 

Voir Programmation

 

 

 

 

 

Récurrence

 

    

avec F = (n – m) x A(n-1, m-1) + (m+1) x A(n-1, m)

 

Exemple

A(3,1) = (3-1) x A(2,0) + (1+1) x A(2,1)

= 2 x A(2,0) + 2 x A(2,1)

= 2 x 1 + 2 x ( (2 – 1) x A(1, 0) + (1 + 1) x A(1, 1))

= 2 + 2 x (1 x 1 + 2 x ((1 – 1) x A(0, 0) + (1 + 1) x A(0, 1))

= 2 + 2 x (1 + 2 x (0 x 1 + 2 x 0)

= 2 + 2 x (1 + 2 x 0)

= 2 + 2 x 1

= 2 + 2

= 4

 

Programme Maple

 

Mise en œuvre d'une procédure nommée E(n, m).

Appel de la procédure avec E(20, 10).

 

Note: remember a pour effet de mémoriser les résultats déjà acquis et donc d'accélérer le calcul.

 

 

Propriétés

 

 

Somme

 

n = 5 => 1 + 26 + 66 + 26 + 1 = 120 = 5!

 

Fonction génératrice

 

Cas particuliers

 

 

Nombre d'Euler de 2e espèce

 

La permutation s'applique sur un ensemble dont les éléments sont doublés comme (1, 1, 2, 2, 3, 3, …, n, n).

On compte la quantité de toutes les permutations comme indiqué ci-dessous.

La quantité totale de telles permutations est égale à la factorielle double de n (notée n!!), le produit des nombres impairs jusqu'à n.

 

 

Triangle des nombres d'Euler de deuxième espèce

 

0

1

2

3

4

5

6

0

1

 

 

 

 

 

 

1

1

2

 

 

 

 

 

2

1

8

6

 

 

 

 

3

1

22

58

24

 

 

 

4

1

52

328

444

120

 

 

5

1

114

1452

4400

3708

720

 

6

1

240

5610

32120

58140

33984

5040

 

Exemple

Ligne 3: k = 3, n = 2k – 1 = 5 et 5!! = 15

On a:

*      1 sans croissance (332211);

*      8 avec une croissance (221133, 221331, 223311, 233211, 113322, 133221, 331122, 331221) et

*      6 avec 2 croissances (112233, 122133, 112332, 123321, 133122, 122331).

  

Permutations retenues en jaune; rejetées en ocre

 

Première: rien entre deux chiffres identiques (chapeaux rouges) ; deux croissances (flèches bleues); permutation retenue pour 2 croissances.

 

Deuxième: entre les deux 3, il y a un 2 inférieur à 3; permutation rejetée, malgré les deux croissances.

 

Troisième: entre les deux 2, on trouve les deux 3, plus grand que 2; permutation acceptée; elle a deux croissances.

 

Quatrième: entre les deux 3, on trouve les deux 2, plus petit que 3; permutation rejetée.

 

Cinquième: rien entre les doublets; permutation acceptée; elle a une croissance.

 

 

Bilan pour n = 3: sur 90 permutations de ces doublets de chiffres, seules 15 permutations sont retenues

En rouge: une croissance et en jaune deux croissances

[1, 1, 2, 2, 3, 3], [1, 1, 2, 3, 2, 3], [1, 1, 2, 3, 3, 2], [1, 1, 3, 2, 2, 3], [1, 1, 3, 2, 3, 2], [1, 1, 3, 3, 2, 2], [1, 2, 1, 2, 3, 3], [1, 2, 1, 3, 2, 3], [1, 2, 1, 3, 3, 2], [1, 2, 2, 1, 3, 3], [1, 2, 2, 3, 1, 3], [1, 2, 2, 3, 3, 1], [1, 2, 3, 1, 2, 3], [1, 2, 3, 1, 3, 2], [1, 2, 3, 2, 1, 3], [1, 2, 3, 2, 3, 1], [1, 2, 3, 3, 1, 2], [1, 2, 3, 3, 2, 1], [1, 3, 1, 2, 2, 3], [1, 3, 1, 2, 3, 2], [1, 3, 1, 3, 2, 2], [1, 3, 2, 1, 2, 3], [1, 3, 2, 1, 3, 2], [1, 3, 2, 2, 1, 3], [1, 3, 2, 2, 3, 1], [1, 3, 2, 3, 1, 2], [1, 3, 2, 3, 2, 1], [1, 3, 3, 1, 2, 2], [1, 3, 3, 2, 1, 2], [1, 3, 3, 2, 2, 1], [2, 1, 1, 2, 3, 3], [2, 1, 1, 3, 2, 3], [2, 1, 1, 3, 3, 2], [2, 1, 2, 1, 3, 3], [2, 1, 2, 3, 1, 3], [2, 1, 2, 3, 3, 1], [2, 1, 3, 1, 2, 3], [2, 1, 3, 1, 3, 2], [2, 1, 3, 2, 1, 3], [2, 1, 3, 2, 3, 1], [2, 1, 3, 3, 1, 2], [2, 1, 3, 3, 2, 1], [2, 2, 1, 1, 3, 3], [2, 2, 1, 3, 1, 3], [2, 2, 1, 3, 3, 1], [2, 2, 3, 1, 1, 3], [2, 2, 3, 1, 3, 1], [2, 2, 3, 3, 1, 1], [2, 3, 1, 1, 2, 3], [2, 3, 1, 1, 3, 2], [2, 3, 1, 2, 1, 3], [2, 3, 1, 2, 3, 1], [2, 3, 1, 3, 1, 2], [2, 3, 1, 3, 2, 1], [2, 3, 2, 1, 1, 3], [2, 3, 2, 1, 3, 1], [2, 3, 2, 3, 1, 1], [2, 3, 3, 1, 1, 2], [2, 3, 3, 1, 2, 1], [2, 3, 3, 2, 1, 1], [3, 1, 1, 2, 2, 3], [3, 1, 1, 2, 3, 2], [3, 1, 1, 3, 2, 2], [3, 1, 2, 1, 2, 3], [3, 1, 2, 1, 3, 2], [3, 1, 2, 2, 1, 3], [3, 1, 2, 2, 3, 1], [3, 1, 2, 3, 1, 2], [3, 1, 2, 3, 2, 1], [3, 1, 3, 1, 2, 2], [3, 1, 3, 2, 1, 2], [3, 1, 3, 2, 2, 1], [3, 2, 1, 1, 2, 3], [3, 2, 1, 1, 3, 2], [3, 2, 1, 2, 1, 3], [3, 2, 1, 2, 3, 1], [3, 2, 1, 3, 1, 2], [3, 2, 1, 3, 2, 1], [3, 2, 2, 1, 1, 3], [3, 2, 2, 1, 3, 1], [3, 2, 2, 3, 1, 1], [3, 2, 3, 1, 1, 2], [3, 2, 3, 1, 2, 1], [3, 2, 3, 2, 1, 1], [3, 3, 1, 1, 2, 2], [3, 3, 1, 2, 1, 2], [3, 3, 1, 2, 2, 1], [3, 3, 2, 1, 1, 2], [3, 3, 2, 1, 2, 1], [3, 3, 2, 2, 1, 1]

Anglais: second-order eulerian triangle

 

 

 

Suite

*        Permutations – Index

Voir

*        Chiffres en miroir

*        Chiffres et nombres – Dénombrements

*        Factorielle

*        Motifs

*        Multiplication ABCDE = F x GGGGGG

*        Nombre 1089 et magie

*        Nombres de Friedman

*        Nombres en 4 fois 4

*        Procédé de Kaprekar

*        Puzzles – Index

*        Somme et produit des chiffres

*        Triangles – Index

Sites

*        Nombre eulérien – Wikipédia

*        Eulerian Number – Wolfram MathWorld

*        Second-Order Eulerian Triangle – Wolfram MathWorld

*       OEIS A008292 – Triangle of Eulerian numbers T(n,k) (n >= 1, 1 <= k <= n) read by rows

*       OEIS A000295  /  A000460  /  A000498

*       OEIS A008517 - Second-order Eulerian triangle T(n,k), 1 <= k <= n

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