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置换的k-子集的轨道数

组合数学 2025-08-12 v1 概率论

摘要

SnS_n 表示 nn 阶对称群。若存在置换 g1,g2Sng_1, g_2\in S_n 使得 g1xg2=yg_1xg_2=y(其中乘法按元素进行),则称两个子集 x,ySnx, y\subseteq S_n 是等价的。最近,[Tripathi, 2024] 和 [Kushwaha and Triathi, 2025] 询问了在此等价关系下,SnS_n 的大小为 kk 的子集的数量 T(n,k)T(n,k) 的渐近行为。容易看出 T(n,0)=T(n,1)=1T(n,0)=T(n, 1)=1T(n,2)=p(n)1T(n, 2)=p(n)-1,其中 p(n)p(n)nn 的整数分拆数。在这项工作中,我们证明对于 3kn!33\leq k\leq n!-3,有 T(n,k)=Λn(k)(1+on(1))T(n,k) = \Lambda_n(k)(1+o_n(1)),其中 Λn(k)=1n!2(n!k)\Lambda_n(k)=\frac{1}{n!^2}\binom{n!}{k}。此外,我们证明 1Λn(n!/2)T ⁣(n,[n!4x+n!2]) n exp ⁣(x22),\frac{1}{\Lambda_n(n!/2)}T\!\left(n,\left[\sqrt{\tfrac{n!}{4}}x+\tfrac{n!}{2}\right]\right) ~\xrightarrow{n\to\infty}~ \exp\!\left(-\tfrac{x^2}{2}\right),R\mathbb{R} 上一致成立。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.07463,
  title  = {Number of orbits of $k$-subsets of permutations},
  author = {Ludovick Bouthat and Raghavendra Tripathi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.07463},
  year   = {2025}
}