ユーザー解説 by kaichou243
各1≤i≤n1 \leq i \leq n1≤i≤nについてmax(a1,a2,…,ai)=j\max(a_1,a_2,\dots,a_i)=jmax(a1,a2,…,ai)=jであるような場合の数は(j−1i−1)i!(n−i)!\displaystyle\binom{j-1}{i-1}i!(n-i)!(i−1j−1)i!(n−i)!なので、 f(n)=∑i=1n∑j=inj(j−1i−1)i!(n−i)!=∑i=1ni×i!(n−i)!∑j=in(ji)=∑i=1n(n+1i+1)×i×i!(n−i)!=∑i=1n(n+1)!ii+1\begin{aligned} f(n)&=\displaystyle\sum_{i=1}^n \sum_{j=i}^n j\binom{j-1}{i-1}i!(n-i)! \\ &=\sum_{i=1}^n i \times i!(n-i)! \sum_{j=i}^n \binom{j}{i} \\ &=\sum_{i=1}^n \binom{n+1}{i+1}\times i \times i!(n-i)! \\ &=\sum_{i=1}^n (n+1)!\frac{i}{i+1} \end{aligned}f(n)=i=1∑nj=i∑nj(i−1j−1)i!(n−i)!=i=1∑ni×i!(n−i)!j=i∑n(ij)=i=1∑n(i+1n+1)×i×i!(n−i)!=i=1∑n(n+1)!i+1i である。