對稱函數

數學中，若n元函數無論變量順序如何，值都相同，就稱之為對稱函數。例如，二元函數 $f\left(x_{1},x_{2}\right)$ ，若且唯若 $\forall x_{1},\ x_{2},\ \left(x_{1},x_{2}\right),\ \left(x_{2},x_{1}\right)\in {\rm {dom}}(f),\ f\left(x_{1},x_{2}\right)=f\left(x_{2},x_{1}\right)$ ，f是對稱函數。最常見的對稱函數類型是多項式函數，由對稱多項式給出。一個相關概念是交錯多項式，其在變量互換後只有符號改變。除多項式函數外，作為多個向量的函數的張量也可以是對稱的，實際上向量空間V上的對稱k-向量空間同構於V上的k次齊次多項式空間。對稱函數同奇函數與偶函數是不同的概念。

對稱化[編輯]

給定任意一個n元函數f，其在阿貝爾群中取值。可對參數的所有排列求和，構造得對稱函數。同樣，對偶置換求和、再減去奇置換的求和，就可構造出反對稱函數。這些運算不可逆，而且很可能使得非平凡的f變為等於0的常數函數。若已知f的對稱化與反對稱化，則只能恢復二元的f，且阿貝爾群允許除以2（加倍的逆），這時f等於其對稱化與反對稱化之和的一半。

例子[編輯]

考慮實值函數 $f(x_{1},x_{2},x_{3})=(x-x_{1})(x-x_{2})(x-x_{3}).$ 由定義，n元對稱函數滿足以下性質 $f(x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n})=f(x_{2},x_{1},\ldots ,x_{n})=f(x_{3},x_{1},\ldots ,x_{n},x_{n-1}),\quad {\text{ etc.}}$ 一般來說，變量的排列不影響函數值。本例中 $(x-x_{1})(x-x_{2})(x-x_{3})=(x-x_{2})(x-x_{1})(x-x_{3})=(x-x_{3})(x-x_{1})(x-x_{2})$ 以此類推，適用於 $x_{1},x_{2},x_{3}$ 的所有排列。
考慮函數 $f(x,y)=x^{2}+y^{2}-r^{2}.$ 若x、y互換，函數變為 $f(y,x)=y^{2}+x^{2}-r^{2},$ 結果與原 $f(x,y)$ 相同。
再考慮函數 $f(x,y)=ax^{2}+by^{2}-r^{2}.$ 若x、y互換，函數變為 $f(y,x)=ay^{2}+bx^{2}-r^{2}.$ 若 $a\neq b$ ，這樣就和原函數不一樣了，因此是非對稱函數。