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Derangement Calculator

Calculate the number of derangements (permutations without fixed points) and analyze the subfactorial function.

Enter a number between 0 and 20 to calculate derangements. Derangements are permutations where no element appears in its original position.

Ergebnisse

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Theorie & Formel

Derangements-Theorie

Ein Derangement ist eine Permutation, bei der kein Element an seiner ursprünglichen Position erscheint. Die Anzahl der Derangements von n Elementen wird mit !n bezeichnet (Subfakultät von n).

Wichtige Formeln

Reihenformel: \(!n = n! \sum_{k=0}^{n} \frac{(-1)^k}{k!}\)
Rekursive Formel: \(!n = (n-1)(!(n-1) + !(n-2))\)
Näherung: \(!n \approx \frac{n!}{e}\) for large n

Wahrscheinlichkeit

Die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällige Permutation ein Derangement ist, nähert sich 1/e ≈ 36,8 %, wenn n zunimmt.

\(\lim_{n \to \infty} \frac{!n}{n!} = \frac{1}{e} \approx 0.367879\)

Anwendungen

Das Hutcheck-Problem: n Personen geben ihre Hüte ab, und die Hüte werden zufällig zurückgegeben. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass niemand seinen eigenen Hut zurückbekommt? Antwort: !n/n! ≈ 1/e.

Beispiel

Für n=3: !3 = 2. Die Permutationen [2,3,1] und [3,1,2] sind die einzigen Derangements von [1,2,3].

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