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排列对合


集合 S 的对合是 S 的一个 排列,它不包含任何长度 >2置换环(即,它完全由不动点和对换组成)。对合与自共轭排列(即,是其自身逆排列的排列)存在一一对应关系。例如,在 1 个元素上的唯一排列对合是 {1},在 2 个元素上的两个对合排列是 {1,2}{2,1},以及在 3 个元素上的四个对合排列是 {1,2,3}, {1,3,2}, {2,1,3}, 和 {3,2,1}。可以使用以下方法测试排列 p 以确定它是否是对合:InvolutionQ[p] 在 Wolfram 语言 包中Combinatorica` .

对合的置换矩阵对称的。在 n 个元素上的对合数与在 n 个元素上的不同杨氏表的数量相同(Skiena 1990, p. 32)。

一般来说,在 n 个字母上的对合排列的数量由以下公式给出

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

其中 (n; k) 是一个二项式系数 (Muir 1960, p. 5),或者可替换地由

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

(Skiena 1990, p. 32)。虽然在 n 个符号上的对合数不能表示为固定数量的超几何项(Petkovšek et al. 1996, p. 160),但它可以根据第二类合流超几何函数 U(a,b,z) 写成

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

将其分解为 n 偶数和奇数给出

 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 个整数的集合的对合数 I(n)递推关系给出

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

(Muir 1960, pp. 3-7; Skiena 1990, p. 32)。对于 n=1, 2, ..., I(n) 的前几个值是 1, 2, 4, 10, 26, 76, ... (OEIS A000085)。


另请参阅

逆排列, 排列, 置换环, 置换矩阵, 杨氏表

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参考文献

Knuth, D. E. 计算机程序设计艺术,第 3 卷:排序与查找,第 2 版。 Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.Muir, T. "论自共轭排列。" Proc. Royal Soc. Edinburgh 17, 7-22, 1889.Muir, T. 行列式理论专著。 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. "关于对合的信息。" http://www.theory.csc.uvic.ca/~cos/inf/perm/Involutions.html.Skiena, S. "对合。" §1.4.1 在 离散数学实现:使用 Mathematica 的组合数学和图论。 Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 32-33, 1990.Sloane, N. J. A. 序列 A000085/M1221 在 "整数序列在线百科全书" 中。

在 Wolfram|Alpha 上引用

排列对合

引用为

Weisstein, Eric W. "排列对合。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/PermutationInvolution.html

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