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排列對合


集合 S 的對合是 S 的一個 排列,它不包含任何長度 >2置換環(即,它完全由不動點和對換組成)。對合與自共軛排列(即,是其自身逆排列的排列)存在一一對應關係。例如,在 1 個元素上的唯一排列對合是 {1},在 2 個元素上的兩個對合排列是 {1,2}{2,1},以及在 3 個元素上的四個對合排列是 {1,2,3}, {1,3,2}, {2,1,3}, 和 {3,2,1}。可以使用以下方法測試排列 p 以確定它是否是對合:InvolutionQ[p] 在 Wolfram 語言 包中Combinatorica` .

對合的置換矩陣對稱的。在 n 個元素上的對合數與在 n 個元素上的不同楊氏表的數量相同(Skiena 1990, p. 32)。

一般來說,在 n 個字母上的對合排列的數量由以下公式給出

 I(n)=1+sum_(k=0)^(|_(n-1)/2_|)1/((k+1)!)product_(i=0)^k(n-2i; 2),
(1)

其中 (n; k) 是一個二項式係數 (Muir 1960, p. 5),或者可替換地由

 I(n)=n!sum_(k=0)^(|_n/2_|)1/(2^kk!(n-2k)!)
(2)

(Skiena 1990, p. 32)。雖然在 n 個符號上的對合數不能表示為固定數量的超幾何項(Petkovšek et al. 1996, p. 160),但它可以根據第二類合流超幾何函式 U(a,b,z) 寫成

 I(n)=(-i)^n2^(n/2)U(-1/2n,1/2,-1/2).
(3)

將其分解為 n 偶數和奇數給出

 I(n)={(-2)^kU(-k,1/2,-1/2)   for n=2k; (-2)^kU(-k,3/2,-1/2)   for n=2k+1.
(4)

包含前 n 個整數的集合的對合數 I(n)遞推關係給出

 I(n)=I(n-1)+(n-1)I(n-2)
(5)

(Muir 1960, pp. 3-7; Skiena 1990, p. 32)。對於 n=1, 2, ..., I(n) 的前幾個值是 1, 2, 4, 10, 26, 76, ... (OEIS A000085)。


另請參閱

逆排列, 排列, 置換環, 置換矩陣, 楊氏表

使用 探索

參考文獻

Knuth, D. E. 計算機程式設計藝術,第 3 卷:排序與查詢,第 2 版。 Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.Muir, T. "論自共軛排列。" Proc. Royal Soc. Edinburgh 17, 7-22, 1889.Muir, T. 行列式理論專著。 New York: Dover, 1960.Petkovšek, M.; Wilf, H. S.; and Zeilberger, D. A=B。 Wellesley, MA: A K Peters, 1996. http://www.cis.upenn.edu/~wilf/AeqB.html.Ruskey, F. "關於對合的資訊。" http://www.theory.csc.uvic.ca/~cos/inf/perm/Involutions.html.Skiena, S. "對合。" §1.4.1 在 離散數學實現:使用 Mathematica 的組合數學和圖論。 Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 32-33, 1990.Sloane, N. J. A. 序列 A000085/M1221 在 "整數序列線上百科全書" 中。

在 上引用

排列對合

引用為

Weisstein, Eric W. "排列對合。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/PermutationInvolution.html

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