置换的分解
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定义
置换的广义概念在不同语境下有不同的形式定义:
在集合论中,一个集合的置换是从该集合映至自身的双射;在有限集的情况,便与上述定义一致。
在组合数学中,置换一词的传统意义是一个有序序列,其中元素不重复,但可能有阙漏。例如1,2,4,3可以称为1,2,3,4,5,6的一个置换,但是其中不含5,6。此时通常会标明为“从n个对象取r个对象的置换”。
在集合论与抽象代数等领域中,“置换”一词被保留为集合(通常是有限集)到自身的双射的一个称呼。例如对于从一到十的数字构成的集合,其置换将是从集合到自身的双射。一个集合上的置换在函数合成运算下构成一个群,称为对称群或置换群。
由于元素的有限集可以一一对应到集合,有限集的置换可以化约到形如 {1, ..., n} 的集合之置换。此时有两种表示法。
第一,利用矩阵符号将自然排序写在第一列,而将置换后的排序写在第二列。
第二,借由置换的相继作用描述,这被称为“轮换分解”。
长度等于二的轮换称为换位,这种轮换是将元素交换,并保持其它元素不变。对称群可以由换位生成。
轮换长度为偶数的轮换称为偶轮换,反之则为奇轮换;由此可定义任一置换的奇偶性,并可证明:一个置换是偶置换的充要条件是它可以由偶数个换位生成。偶轮换在置换群中构成一个正规子群,称为交错群。