1. 개요
2. 종류
2.1. 자연수의 분할
자연수 [math(n)]을 [math(r)]개의 자연수의 합으로 나타내는 가짓수를 [math(pleft(n, rright))]로 표기한다(단, [math(1 le r le n)]). 이때 순서는 생각하지 않는다. 예를 들어 [math(5)]를 [math(3)]개의 자연수로 나누면 [math(5=3+1+1=2+2+1)] 이므로 [math(pleft(5, 3right)=2)] 이다.
모든 경우를 다 합친 것은 [math(displaystyle sum_{k=1}^n pleft(n, k right) = p_n)]으로 표기하는데, 이를 분할수라고 부른다.
자연수의 분할에서는 다음 공식이 성립한다.
[math(pleft(n, 2 right) = left[dfrac n2 right])], [math(pleft(n, 3 right) = left{dfrac{n^2}{12} right})]
단, 여기서 [math(left[ x right])]는 [math(x)]를 넘지 않는 최대정수이고 [math(left{ x right})]는 [math(x)]를 반올림[1]한 것이다.
모든 경우를 다 합친 것은 [math(displaystyle sum_{k=1}^n pleft(n, k right) = p_n)]으로 표기하는데, 이를 분할수라고 부른다.
자연수의 분할에서는 다음 공식이 성립한다.
[math(pleft(n, 2 right) = left[dfrac n2 right])], [math(pleft(n, 3 right) = left{dfrac{n^2}{12} right})]
단, 여기서 [math(left[ x right])]는 [math(x)]를 넘지 않는 최대정수이고 [math(left{ x right})]는 [math(x)]를 반올림[1]한 것이다.
2.1.1. 분할수
자연수 [math(n)]을 분할하는 방법의 수를 분할수라고 한다. 따라서 분할수는 [math(pleft(n, kright))]들의 합으로 나타내어진다. 자세한 설명은 항목 참고.
2.1.2. 켤레 분할
[math((3, 2, 2))], [math((3, 3, 1))]과 같이 서로가 서로의 '[math(k)] 이상의 자연수 개수'를 나타내는 두 분할의 관계를 켤레 분할(conjugate partition) 또는 공액 분할이라고 한다. 즉 [math((3, 2, 2))]에서는 [math(1)] 이상인 자연수의 개수가 [math(3)], [math(2)] 이상인 자연수의 개수가 [math(3)], [math(3)] 이상인 자연수의 개수가 [math(1)]이므로 [math((3, 2, 2))]의 켤레 분할이 [math((3, 3, 1))]이 되고 같은 방법으로 따지면 그 반대 관계도 성립한다. 이는 파티션 개수대로 가로로 블록을 쌓고 세로로 블록 수를 세어서 새로운 파티션을 얻는 것과 같으므로, 켤레 분할은 일대일 대응이다.
2.2. 집합의 분할 (제2종 스털링 수)
제2종 스털링 수 (Stirling numbers of the second kind)
원소가 [math(n)]개인 집합을 [math(r)]개의 공집합이 아니면서 서로소인 부분집합들의 합집합으로 나타내는 가짓수를 [math(Sleft(n, rright))]로 표기한다.[2]이지만 대수적으로도 엄밀하게 정의할 수 있기 때문에 [math(r)], [math(n)]은 정수이기만 하면 된다. 물론 [math(n<r)]이면 [math(S left( n, r right) = 0)]이다.] 예를 들어 [math(left{1, 2, 3right})]을 [math(2)]개의 부분집합들로 나누면 [math(left{1, 2right}cupleft{3right}=left{1, 3right}cupleft{2right}=left{2, 3right}cupleft{1right})]이므로 [math(Sleft(3, 2right)=3)] 이다. 자세한 설명은 제2종 스털링 수 문서 참고.
원소가 [math(n)]개인 집합을 [math(r)]개의 공집합이 아니면서 서로소인 부분집합들의 합집합으로 나타내는 가짓수를 [math(Sleft(n, rright))]로 표기한다.[2]이지만 대수적으로도 엄밀하게 정의할 수 있기 때문에 [math(r)], [math(n)]은 정수이기만 하면 된다. 물론 [math(n<r)]이면 [math(S left( n, r right) = 0)]이다.] 예를 들어 [math(left{1, 2, 3right})]을 [math(2)]개의 부분집합들로 나누면 [math(left{1, 2right}cupleft{3right}=left{1, 3right}cupleft{2right}=left{2, 3right}cupleft{1right})]이므로 [math(Sleft(3, 2right)=3)] 이다. 자세한 설명은 제2종 스털링 수 문서 참고.
2.2.1. 벨 수
원소의 개수가 [math(n)]인 집합을 분할하는 방법의 수를 벨 수라고 한다. 따라서 벨 수는 [math(Sleft(n, kright))]들의 합으로 나타내어진다. 자세한 설명은 벨 수 문서 참고.