题目
排列n(n-1)...321是________排列。A. 奇排列B. 偶排列C. 非奇排列非偶排列D. 无法确定
排列$n(n-1)\cdots321$是________排列。
A. 奇排列
B. 偶排列
C. 非奇排列非偶排列
D. 无法确定
题目解答
答案
B. 偶排列
解析
本题考察排列的奇偶性判断,核心是计算排列的逆序数,根据逆序数的奇偶性确定排列的奇偶性。
步骤1:明确排列的定义
题目中的排列为\排列 $n(n-1)\cdots321$,这是 $n$ 个元素的倒序排列(从 $n$ 到 $1$ 的降序排列)。
步骤2:计算逆序数
逆序数的定义:在一个排列中,若一对数的前后位置与大小顺序相反(即前面的数大于后面的数),则称它们为一个逆序,一个排列中逆序的总数称为该排列的逆序数,记为 $\tau$。
对于倒序排列 $n(n-1)\cdots321$:
- 元素 $n$ 后面比它小小的数有 $n-1$ 个($(n-1,n-2,\cdots,1)$,贡献 $n-1$ 个逆序;
- 元素 $n-1 后面比它小的数有 \( n-2$ 个$(n-2,\cdots,1)$,贡献 $贡献 \( n-2$ 个逆序;
- ...
- 元素 2 后面比它小的数有 1 1 个$(1)$,贡献 $1$ 个逆序;
- 元素 1 后面没有比它小的数,贡献 $0$ 个逆序。
因此,总逆序数为:
$\tau = (n-1)+(n-2)+\cdots+2+1 = \frac{n(n-1)}{2}$
步骤3:判断排列的奇偶性
排列的奇偶性由逆序数的奇偶性决定:
- 若 $\tau$ 为偶数,则为偶排列;
- 若 $\tau$ 为奇数为奇排列。
题目中答案为“偶排列”,说明 $\(\frac{n(n-1)}{2}$ 必为偶数,即 $n(n-1) \equiv 0 \pmod{4}$(因为 $\frac{n(n-1)}{2}$ 是偶数 ⇨ $n(n-1)$ 是4的倍数)。
原因:$n$ 与 $n-1$ 是相邻整数,必一奇一偶,其中偶数必为2的倍数,要使乘积为4的倍数,偶数需为4的倍数(即 $n \equiv 0$或 $n-1 \equiv 0 \pmod{4}$),此时 $\frac{n(n-1)}{2}$ 为偶数,排列为偶排列。