k-排列

已知

  • 重复集 $S=\left{ n_{i} \cdot a_{i} \dots \right}$ 共 $m$ 种
  • 有穷集 $I_{\mathrm{finite}}= \left{ i | n_{i} < \infty \right}$

则 $S$ 的 k-排列为:$$\mathrm{sum} + \sum_{I’\in I_\mathrm{finite}}(-1)^{\left|I’\right|}\frac{k!}{\prod_{i \in I’}(n_{i}+1)! \cdot (k-N_{I’})!} \cdot m^{k-N_{I’}}$$

其中

  • $N_{I’}$ := 构造违反的最小元素数 = $\sum_{i \in I’}(n_{i}+1)$ 要求 $N_{I’} \leq k$
记忆/证明

  • $\sum_{I’\in I_{\mathrm{finite}}}(-1)^{\left|I’\right|}$ 用于容斥原理
  • $k!$ 为待去重全排列
  • $\prod_{i\in I’}(n_{i}+1)!$ 为构造最小违反
  • $(k-N_{I’})!$ 是对剩余位置去重
  • $m^{k-N_{I’}}$ 为剩余位置全部元素任意排列,构成最小违反之上的其他违反 (如 $n_{i}+2, \dots$)
特化

当 $\sum n_{i}=k$ 时退化成 k-排列 =

$$\frac{k!}{\prod n_{i}!}$$

圆排列

$$T(n)=\frac{1}{n}\sum_{d \mid n}\phi\left( \frac{n}{d} \right)m^{d}$$

其中 $d$ 包括 $1$ 和 $n$ 本身