Scusa edriv, ma che vuol dire quanto fa? Io direi che fa se stesso.. Oppure bisogna trovare una formula senza sommatoria (e in tal caso, cosa sarebbe lecito mettere in quella formula?)
Grazie in anticipo...
Fondatore dell'associazione "Non uno di meno", per lo sterminio massiccio dei nani e affini.
Se provavi con n=1,2,3,4 potevi accorgerti che quella roba fa n!
Se ho messo questo problema vuol dire che quella sommatoria fa qualcosa di sensato oltre che se stessa, volevo lasciare a voi il lavoro di trovare cos'era!
Ah ok, scusami eldriv ma avevo fatto un paio di errori di calcolo, e mi veniva che quella cosa facesse: -1, 3, -6, 0, -120,.. e mi sembrava improbabile che esistesse una formula bella per una cosa simile tutto qui...
Quindi la tesi ora e' che per ogni n intero positivo:
Beh, mi spiaceva che rimanesse qui senza soluzione... e mi spiaceva anche che nessuno si mettesse a farla.. le lezioni di combinatoria degli stage non le ho mai guardate, ma l'idea (credo sia poi sempre la stessa) con cui farla è carina.
Vabbeh ... mi scoccia, sta cosa ... con la certezza di postare inutilmente, ecco.
In fondo, si tratta semplicemente di farci un po' d'abitudine: se mai c'è un conteggio sotto, ci sono di solito alcuni caratteri rivelatori, che si impara a conoscere... e tutti ovvi, presi singolarmente.
1) i segni alterni : l'unica cosa che sputa segni alterni, tra i conteggi elementari, è il principio di inclusione-esclusione
2) il risultato $ n! $: stiamo contando le permutazioni di un insieme di n elementi
3) i binomiali: stiamo scegliendo sottoinsiemi
Ora, per contare le permutazioni tramite l'inclusione-esclusione abbiamo due possibilità: vederle come unione di sottoinsiemi non disgiunti, oppure vederle come complementare (in qualche insieme più grande) di un'unione.
Nel primo modo dovremo decidere una caratteristica della permutazione (ad es. il numero di punti fissi) e contare secondo quella, ma tendenzialmente così rispuntano allegramente fattoriali, non potenze n-esime dell'indice di somma, in quanto ci si riduce di solito alle permutazioni di insiemi più piccoli.
Nel secondo modo, dobbiamo decidere in quale "ambiente" operare... il primo termine è $ n^n $, che è il numero di funzioni da {1,...,n} in sé; le permutazioni sono le funzioni bigettive. Ora, perché una funzione da un insieme finito in sé sia bigettiva, basta provare una tra iniettività e surgettività; ad esempio, se escludiamo tutte le funzioni che non sono surgettive, ci rimarranno solo le funzioni bigettive.
Qui interviene la scelta di un sottoinsieme: togliamo quelle che non contengono un certo elemento nella propria immagine, ovvero scegliamo un sottoinsieme di n-1 elementi in cui sia contenuta l'immagine: abbiamo $ {n\choose n-1} $ modi di scegliere l'insieme e abbiamo, per ciascuna scelta, $ (n-1)^n $ funzioni da {1,...,n} in lui. Ovviamente, ora parte l'I-E perché abbiamo contato più volte quelle escludono dalla propria immagine più di un elemento.
Le funzioni da {1,...,n} in sé che hanno immagine di k elementi o meno sono $ {n \choose k} k^n $ e dunque il numero delle permutazioni è
$ \displaystyle{n^n-{n\choose n-1}(n-1)^n+{n\choose n-2}(n-2)^n-\ldots(-1)^{n-1}{n\choose 1}1^n} $
che è la nostra sommatoria moltiplicata per $ (-1)^n $.
Dunque tale sommatoria fa $ (-1)^nn! $.