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積和式


積和式是行列式的類似物,其中按子式展開式中的所有符號都取為正號矩陣 A 的積和式是 x_1...x_n 的係數,在

 product_(i=1)^n(a_(i1)x_1+a_(i2)x_2+...+a_(in)x_n)
(1)

(Vardi 1991)。另一個等式是 雷瑟公式

 perm(a_(ij))=(-1)^nsum_(s subset= {1,...,n})(-1)^(|s|)product_(i=1)^nsum_(j in s)a_(ij),
(2)

其中求和是對 {1,...,n} 的所有子集進行的,而 |s|s 中元素的數量 (Vardi 1991)。Muir (1960, p. 19) 使用符號 |; +|; + 來表示積和式。

積和式可以在 Wolfram 語言 中實現為

  Permanent[m_List] :=
    With[{v = Array[x, Length[m]]},
      Coefficient[Times @@ (m.v), Times @@ v]
  ]

積和式的計算在代數複雜性理論中得到了相當廣泛的研究。已知最佳演算法的複雜度隨著矩陣大小的指數增長 (Knuth 1998, p. 499),考慮到積和式與易處理的行列式的相似性,這似乎非常令人驚訝。積和式的計算是 #P-完全問題 (即 sharp-P 完全問題;Valiant 1979)。

如果 M 是一個 酉矩陣,那麼

 |perm(M)|<=1
(3)

(Minc 1978, p. 25; Vardi 1991)。對於 n×n (0,1)-矩陣,最大積和式為 n!,對應於所有元素都為 1。


另請參閱

行列式, 弗羅貝尼烏斯-柯尼希定理, Immanant, 雷瑟公式, 舒爾矩陣

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參考文獻

Borovskikh, Y. V. 和 Korolyuk, V. S. Random Permanents. Philadelphia, PA: Coronet Books, 1994.Comtet, L. "Permanents." §4.9 in Advanced Combinatorics: The Art of Finite and Infinite Expansions, rev. enl. ed. Dordrecht, Netherlands: Reidel, pp. 197-198, 1974.Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol. 1: Fundamental Algorithms, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, p. 51, 1997.Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol. 2: Seminumerical Algorithms, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 499 和 515-516, 1998.Minc, H. Permanents. Reading, MA: Addison-Wesley, 1978.Muir, T. §27 in A Treatise on the Theory of Determinants. New York: Dover, p. 19 1960.Seifter, N. "Upper Bounds for Permanents of (1,-1)-Matrices." Israel J. Math. 48, 69-78, 1984.Valiant, L. G. "The Complexity of Computing the Permanent." Theoret. Comp. Sci. 8, 189-201, 1979.Vardi, I. "Permanents." §6.1 in Computational Recreations in Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 108 和 110-112, 1991.Wang, E. T.-H. "On Permanents of (1,-1)-Matrices." Israel J. Math. 18, 353-361, 1974.

在 上被引用

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請引用本文為

Weisstein, Eric W. "Permanent." 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/Permanent.html

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