由满意指数的定义知,ai的满意指数为排列a1,a2, ,an中前i 1项中比ai小的项的个数减去比ai大的项的个数.
由于排列a1,a2, ,an的前k项各不相同,设这k项中有l项比ak小,则有k l 1项比ak大,从而
bk l (k l 1) 2l k 1.
同理,设排列a1
,a2 , ,an 中有l 项比ak 小,则有k l 1项比ak 大,从而bk 2l k 1. 因为 a1,a2, ,ak与a1
,a2 , ,ak 是k个不同数的两个不同排列,且ak ak , 所以 l l , 从而 bk b k
. 所以排列a1,a2, ,an和a1
,a2 , ,an 的生成列也不同. 8分 (Ⅲ)证明:设排列a1,a2, ,an的生成列为b1,b2, ,bn,且ak为a1,a2, ,an中从左至右第一个满意指数为负数的项,所以 b1 0,b2 0, ,bk 1 0,bk 1. 9分 进行一次变换 后,排列a1,a2, ,an变换为ak,a1,a2, ak 1,ak 1, ,an,设该排列的生成列为
b1 ,b 2
, ,bn . 所以 (b1
b2 bn ) (b1 b2 bn) [g(a1 ak) g(a2 ak) g(ak 1 ak)] [g(ak a1) g(ak a2) g(ak ak 1)] 2[g(ak a1) g(ka 2a) gk(a k1
a ) ]2bk 2. 11分 因此,经过一次变换 后,整个排列的各项满意指数之和将至少增加2. 因为ai的满意指数bi i 1,其中i 1,2,3, ,n,
所以,整个排列的各项满意指数之和不超过1 2 3 (n 1) (n 1)n
2
,
即整个排列的各项满意指数之和为有限数,
所以经过有限次变换 后,一定会使各项的满意指数均为非负数. 13分