Permutări

Noțiunea de permutare

Definiție.  Fie o mulțime finită cu n elemente, n număr natural nenul,

A=a1, a2, ..., an .

Se numește permutare a mulțimii A, oricare mulțime ordonată formată cu elementele acesteia.

Definiție. Se numește permutare de grad n a mulțimii A={1,2,..., n}, orice funcție bijectivă

σ:AA

Mulțimea permutărilor de grad n se notează cu Sn, iar numărul de elemente al acesteia este |Sn|=n!.

Permutările de grad n se notează de obicei cu litere grecești și se reprezintă sub forma

                         σ=12...k...nσ(1)σ(2)...σ(k)...σ(n)

Exemple:

Dacă n=1, A={1}, |S1|=1!=1, iar

S1=11

Dacă n=2, A={1,2}, |S2|=2!=2, iar

S2=1212,1221

Dacă n=3, A= {1,2,3}, |S3|= 3!=6, iar

S3=123123,123132,123213,123231,123312,123321

Definiție.Se numește permutare identică de grad n, permutarea

e=12...k...n12...k...n

Definiție. Se numește transpoziție permutarea care lasă neschimbate toate elementele cu excepția elementelor i, j pe care le schimbă între ele, notată cu

 δij=12...i-1ii+1...k...j-1jj+1...n12...i-1ji+1...k...j-1ij+1...n

Exemple. Dacă n=4, 

δ23=12341324=(23)     δ12=12342134

 

 

 

Operații cu permutări

Definiție. Compunerea sau produsul a două permutări de grad n este tot o permutare de grad n definită astfel

σδ(k)= σ(δ(k)), kA, σ,δSn, A=1,2,...,n

sau altfel scris

σδ=12...nσ(δ(1))σ(δ(2))...σ(δ(n))

Proprietăți ale compunerii permutărilor de grad n

1. Proprietatea de asociativitate

(σδ)θ=σ(δθ), σ,δ,θ Sn

2. Proprietatea elementului neutru

σe=eσ=σ,σSn

3. Proprietatea elementului invers

σSn, σ-1Sn astfel încât σσ-1=σ-1σ=e

Puterea unei permutări de grad n

σ0=e, σ1=σ, σ2=σσ, σ3=σσσ, ..., σn= σσ...σn, n, σSn

Proprietăți ale puterilor permutărilor de grad n

σmσn=σm+n, m,n, σSn

σmn=σmn,m,n, σSn

                                                                               

Operații cu permutări- aplicații

Definiție. Compunerea sau produsul a două permutări de grad n este tot o permutare de grad n definită astfel

σδ(k)= σ(δ(k)), kA, σ,δSn, A=1,2,...,n

sau altfel scris

σδ=12...nσ(δ(1))σ(δ(2))...σ(δ(n))

Proprietăți ale compunerii permutărilor de grad n

1. Proprietatea de asociativitate

(σδ)θ=σ(δθ), σ,δ,θ Sn

2. Proprietatea elementului neutru

σe=eσ=σ,σSn

3. Proprietatea elementului invers

σSn, σ-1Sn astfel încât σσ-1=σ-1σ=e

Puterea unei permutări de grad n

σ0=e, σ1=σ, σ2=σσ, σ3=σσσ, ..., σn= σσ...σn, n, σSn

Proprietăți ale puterilor permutărilor de grad n

σmσn=σm+n, m,n, σSn

σmn=σmn,m,n, σSn

                                                                               

Inversiunile unei permutări. Semnul unei permutări

Definiție. Perechea (i,j) se numește  inversiune a permutării

σSn,  i,j1,2,...,n,  i<j dacă   σ(i)>σ(j)

Numărul inversiunilor permutării σ  se notează m(σ)

0m(σ)Cn2, σSn

Definiție. Se numește semnul permutării   

σ, ε(σ)=(-1)m(σ), σSn

Definiție. O permutare se numește pară dacă are semnul  +1.

Definiție. O permutare se numește impară dacă are semnul  -1.

Permutarea identică este o permutare pară, iar transpoziția este o permutare impară.