令 \(A(n, x, y)\) 表示长度为 \(n\) 的排列中,有 \(x\) 个升高和 \(y\) 个逆升高(即逆排列有 \(y\) 个升高)的排列数量。
根据组合恒等式,我们有如下关系:
我们考虑反解出 \(A(n, x, y)\)。
令 \(x' = n - x, y' = n - y\),并代入整数 \(u=i, v=j\) (\(1 \le i, j \le n\)),我们可以构建一个线性方程组。
定义矩阵 \(L, C, \mathcal{A}\) 如下:
- \(L_{ij} = \binom{ij + n - 1}{n}\),其中 \(1 \le i, j \le n\)。
- \(C_{ik} = \binom{n + i - k}{n}\),其中 \(1 \le i, k \le n\)。
- \(\mathcal{A}_{x'y'} = A(n, n-x', n-y')\)。
上述恒等式可以表示如下形式:
我们的目标是求 \(\mathcal{A}\),因此有:
矩阵 \(C\) 是一个下三角矩阵,其逆矩阵 \(C^{-1}\) 有显式的封闭形式:
(当 \(i < j\) 时为 0)。