逆序数列
给定n个数1,2,...,n的一个排列a1a2...an,令bi是数i在此排列中的逆序数,换句话说,bi等于该排列中先于i又大于i的那些数的个数。数列b1b2...bn称为排列a1a2...an的逆序数列(inversion sequence)。排列与逆序数列一一对应。例如排列32541的逆序数列是01014。解释如下:b5是4的原因为a5是1,它的前面有3、2、5、4,他们都大于1,所以有4个数大于1。b3是0的原因是a是5,它的前面有3、2,他们都小于5,所以有0个数大于51。
基本信息
- 中文名
逆序数列
- 外文名
inversion sequence
- 所属学科
数学
- 所属问题
排列组合
- 相关概念
逆序、排列、逆序数等
基本介绍
利用逆序来描述排列的方法是M.Hall,Jr发现的。逆序的概念是一个旧概念,它在矩阵的行列式理论中起着重要作用。令
是集合
的一个排列。如果
而
,
称为一个逆序。于是,逆序对应一对数,它们在排列中失去自然次序。例如,排列31524中有4 个逆序,即
的唯一没有逆序的排列是
。对于排列
,我们令
表示第二个分量为
的逆序个数。换句话说,
等于排列中先于
且又大于
的那些整数的个数。它度量
的失序有多少。数列
称为排列
的逆序数列。上例给出的数列的逆序数列是
。
排列
的逆序数列必须满足条件
这是显然的,因为对每一个
,在集合中都有
个整数大于k。利用乘法原理,可知满足
的整数
的个数等于
。这些数列中每一个都唯一地对应
的一个排列2。
定理构造方法
定理1设
是整数数列且
,则存在
的唯一排列,其逆序数列是
。
证明:我们介绍一种方法,可用来唯一地构造其逆序数列为
的一个数列。
:写 出
。
:考察:
。已知
,如果,
,则
必在n的前面。如果
,则
必在n的后面。
考察
。已知
。如果
,则
必在由
步得到的两个数之前,如果,
,则
必在由
步得到的两个数之间。如果,
,则
必在由
步得到的两个数之后。
(一般步)考察
。已知
,在由n到
的各步中,k个数
已按要求的次序放好。如果
,则
必在由
步得到的所有数之前。如果
,则
必在头两个数之间。...如果
,则
必在所有数之后。
...
1:...
作完
诸步之后,就唯一确定了
的排列,其逆序数列是
。
习惯上,根据
的排列
的逆序个数是偶数还是奇数,称它为偶排列或奇排列。排列的符号则根据它是否为偶或奇定义为+1或-1。在矩阵的行列式理论中,排列符号的概念是重要的,这里
阶矩阵
的行列式定义为
。这里求和是指对
的所有排列求和,
为
的符号。
若排列
具有逆序个数为
的逆序数列
则
可以相继经过k次交换相邻两数得到
。我们首先把1逐次与
个在它左边的数进行交换。然后把2逐次与
个在它左边的大于2的数交换,等等。用这种方法经
次交换后,我们得到
。
例题解析
试确定
的排列,使其逆序数列为
,对于给定的逆序数列,按照定理证明中的步骤,得到下面的结果: