برای جایگشت $p$ از اعداد ۱ تا $n$، $f(p)$ را برابر$\sum_{i=1}^n\left|p_i-i\right|$ تعریف میکنیم . میانگین $f(p)$ برای کل جایگشتهای ۷ تایی چند است؟
پاسخ
گزینه (۴) درست است.
میدانیم تعدا کل جایگشتها برابر $7!$ میباشد. در $\frac{1}{7}$ از جایگشتها رقم اول ٬۱ در $\frac{1}{7}$ از آنها رقم اول ٬۲… و بالاخره در $\frac{1}{7}$ ا جایگشتها رقم اول ۷ میباشد که در این صورت $\sum\left|p_i-i\right|$ بر رقم اول کل جایگشتها $6!\times (0+1+2+...+6)$؛ یعنی $21\times 6!$ خواهد شد. این مجموع بر ارقام دوم٬ سوم٬ … و هفتم نیز به ترتیب برابر ۱۶٬۱۳٬۱۲٬۱۳٬۱۶ و ۲۱ میباشد٬ بنابراین:
$$\overline{x}=\frac{\sum\left|p_i-i\right|}{7!}=\frac{6! \times (21+16+13+12+13+16+21)}{7!}$$