DamiRocK

Ожидание числа неподвижных точек случайной перестановки

Для равномерной перестановки n элементов число fixed points X=sum Ii, E(Ii)=1/n, поэтому E(X)=1 для любого n.

Научная визуализация Ожидание числа неподвижных точек случайной перестановки
E[X]=ΣᵢE[Iᵢ]=n·(1/n)=1
Диагональ кодирует неподвижные точки.

Задача

Случайная перестановка n элементов равномерна среди n! вариантов. Сколько элементов в среднем остаются на своих местах?

Индикаторы

Пусть I_i=1, если элемент i остаётся на месте. Тогда X=ΣI_i.

Вероятность

Для фиксированного i его образ равномерно выбирается из n позиций, поэтому

P(I_i=1)=1/n.

Линейность ожидания

E(X)=ΣE(I_i)=n·(1/n)=1.

Независимость индикаторов для этого расчёта не требуется; они действительно зависимы.

Результат верен для любого n≥1, хотя само распределение X меняется и при больших n приближается к Poisson(1).

Редакционная практика по индикаторам probability_pro · CC BY 4.0.

Reading preferences

Appearance
Contrast
More options

Saved only in this browser. Your device’s reduced-motion setting is always respected. Browser zoom works throughout the site.