Ejercicio de perutaciones para el segundo parcial

Ejercicio de perutaciones para el segundo parcial

de Tadeo Martín Risotto Betarte -
Número de respuestas: 2

Buenas, tengo una duda sobre el ejercico del segundo parcial sobre P^n!

Llegue a que esto resulta ser la identidad, dado que P^n! = P^(2*3*4*...*k-1*k*k+1*...*n) = (P^k)^(n!/k) = (Id)^(n!/k) = Id. Siendo k la cantidad de filas intercambiadas que tiene la matriz P, que se que es menor a n

Estoy bastante seguro del resultado, pero no se como formalizar que la matriz de permutacion elevado a la cantidad de filas intercambiadas sea la identidad. Tengo que hacer induccion o algo por el estilo?

Saludos cordiales,

Tadeo

En respuesta a Tadeo Martín Risotto Betarte

Re: Ejercicio de perutaciones para el segundo parcial

de Marcelo Lanzilotta -

Estás cierto en el resultado (P^n!=Id)  y tenés ideas ciertas aplicables para la prueba, pero no es exactamente así.

a) Considerá una matriz de permutación, 5 x 5, donde a_13=1, a_21=1, a_32=1, a_45=1 y a_54=1 (el resto de los coeficientes son ceros). En este caso el número de "filas intercambiadas" son 5 (son todas). Pero P^5 no da la identidad. Sin embargo P^6 da la identidad (porque 6 = 3 x 2 y las primeras tes filas forman un ciclo de tes, y las últimas dos, un ciclo de dos). 

Por lo tanto P^5!=P^120 da la identidad, pues 6 divide a 120.

Se forman ciclos entre las filas que están intercambiadas, y todos a la misma vez tienen que dar la identidad. En el ejemplo de arriba, un ciclo ente tres filas y otro entre 2 filas.


b) Así, en el caso general n x n, pueden formarse varios ciclos entre filas: c_1, c_2, ..., c_t, con t<n. 

Cada ciclo c_i tiene k_i filas en su ciclo.

Entonces k_1 + k_2 + ...+ k_t = n, donde algunos de estos k_i puede valer uno (porque algunos de los coeficientes a_ii puede valer 1).

Luego el primer ciclo de filas en k_1 pasos vuelve a la identidad. El segundo en k_2 pasos, etc.

Entonces P^(k_1)(k_2)...(k_t) = Id.

Pero k_1, k_2, son todos factores menores que n, con lo cual, no es difícil probar que (k_1)(k_2)...(k_t) divide a n! (no tiene porqué dividir a n, pero si divide a n!, como en el ejemplo de arriba).

Por eso: P^(k_1)(k_2)...(k_t) = Id implica que P^n! = Id.

Ya ves que el resultado que escribiste era correcto, y que las ideas andaban cerca. 

Saludos

                            Marcelo