180 V. Kapitel. Rechenoperationen im Bereiche der rationalen Zahlen.
mit verschiedenen Indices a 1} a 2 , a z , ... oder auch einfach durch
die natürlichen Zahlen 1, 2, 3, ... zu bezeichnen. Bei diesen Be
zeichnungsarten wird unwillkürlich eine bestimmte Permutation vor
den übrigen ausgezeichnet, bei der Wahl von Buchstaben näm
lich die alphabetische Reihenfolge, bei der Wahl von Zahlen die
natürliche Aufeinanderfolge. Eine irgendwie von vornherein be
stimmte Reihenfolge wollen wir als Hauptpermutation bezeichnen
und von zwei Elementen dasjenige das höhere nennen, welches in
dieser Hauptpermutation an einer späteren Stelle steht. Wenn in
irgend einer andern Permutation ein höheres Element einem niedrigeren
vorangeht, so nennt man die gegenseitige Stellung dieser beiden Ele
mente eine „Inversion“. In der Hauptpermutation gibt es selbst
verständlich keine Inversion. Wählt man als Hauptpermutation die
alphabetische Reihenfolge, so enthält beispielsweise die Permutation
ehcad die sechs Inversionen eh, ec, ea, ed, ha, ca.
Satz: Durch eine in einer Permutation vorgenommene
Transposition wird die Anzahl der Inversionen stets um
eine ungerade Zahl geändert.
Beweis: Die zu vertauschenden Elemente seien x und y. Be
zeichnet man die Gesamtheit der in der gegebenen Permutation vor
x stehenden Elemente mit A, die der zwischen x und y stehenden mit
B und die der hinter y befindlichen mit C, so geht durch die Ver
tauschung von x und y die Permutation
(I) A x B y G
über in
(II) A y B x G.
Die Anzahl der Inversionen unter den Elementen von A, B und
G ist selbstverständlich in beiden Permutationen die gleiche, ebenso
auch die Anzahl der Inversionen zwischen den Elementen von A und
x, zwischen x und den Elementen von C, zwischen den Elementen
von A und y und zwischen y und den Elementen von C. Zu ver
gleichen haben wir also nur die Anzahl der Inversionen in
und
x B y
y B x.
B enthalte v Elemente, von denen £ niedriger, also v — | höher als
x, rj niedriger, also v — 17 höher als y seien. Dann ist die Anzahl
der Inversionen
in x B und B y zusammen £ -f- v — r\,
in y B und B x zusammen rj + v — |.