第二種スターリング数S(n,k)の増加・減少の予想

このQ&Aのポイント
  • 第二種スターリング数S(n,k)において、nを固定してkを動かすと増加・減少すると予想されています。
  • 全射の総数k!S(n,k)においても同様の性質が予想されています。
  • 第一種スターリング数の絶対値|s(n,k)|においても同様の性質が予想されています。
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第二種スターリング数S(n,k)でnを固定してkを動かすと増加・減少すると予想

第二種スターリング数S(n,k) http://mathworld.wolfram.com/StirlingNumberoftheSecondKind.html において、nを固定して、kを1からnまで動かすと、増加した後、減少になっていると予想しています。 おおまかな表現で書くと、極大値は最大値になっていそうです。 例えば、n=5のとき、S(5,1)=1<S(5,2)=15<S(5,3)=25>S(5,4)=10>S(5,5)=1となっています。 この証明、もしくは反例が分かる方がいらっしゃれば教えていただけないでしょうか? ちなみに、以下のことも疑問に思っています。 全射の総数k!S(n,k) http://www.ulis.ac.jp/~hiraga/mathinfo/docs/ans1.pdf の9頁(ただし記号は変えている)においても、同様の性質があると予想しています。 第一種スターリング数の絶対値|s(n,k)| http://mathworld.wolfram.com/StirlingNumberoftheFirstKind.html においても、同様の性質があると予想しています。

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  • 20080715
  • ベストアンサー率68% (13/19)
回答No.1

>nを固定して、kを1からnまで動かすと、増加した後、減少になっていると予想しています。 はい、aiueo95240さんの予想は正しいです。 これはよく知られた事実です。 「stirling number, unimodal」などといったキーワードで検索してみて ください。web上でも証明を見ることが可能なようです。 >第一種スターリング数の絶対値|s(n,k)| >… >においても、同様の性質があると予想しています。 これに関しても、aiueo95240さんの予想は正しいです。

aiueo95240
質問者

お礼

誠にありがとうございます。 グラフが単峰形、対数凸関数、項比が減少列、生成関数が実数解のみをもつ(このとき、係数に関してニュートンの不等式が成立) などと、いろいろな捉え方があるようで、奥深いと感じました。 最大値の評価、最大値をとるkの値の近似、2点で最大になる可能性、異なるkでS(n,k)が等しくなる可能性、分布としての連続化などといった研究もあるようで、奥深いと感じました。 また詳しくは知りませんが、第二種スターリング数の最大値に関するハーパーの予想(Harper's conjecture)が否定的に解決されたことも聞きました。 第一種オイラリアン数や第二種オイラリアン数 http://en.wikipedia.org/wiki/Eulerian_numbers においても、同様の性質があると予想しています。 ベルヌーイ多項式やオイラー多項式の0でない係数の絶対値 http://en.wikipedia.org/wiki/Bernoulli_polynomials においても、同様の性質があると予想しています。 ベキ和公式の0でない係数の絶対値 http://mathworld.wolfram.com/PowerSum.html においても、同様の性質があると予想しています。 数nをk個の自然数の和として表す分割数p(n,k) http://mathworld.wolfram.com/PartitionFunctionP.html においても、同様の性質があると予想しています。 第一種チェビシェフ多項式T[n](x)や第二種チェビシェフ多項式U[n](x)の0でない係数の絶対値 http://en.wikipedia.org/wiki/Chebyshev_polynomials においても、同様の性質があることは肯定的に自己解決済みです。 二項係数C(n,k) においても、同様の性質があることは肯定的に自己解決済みです。

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