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骑士图


骑士旅游图

这个m×n骑士图是关于锰每个顶点表示的顶点中的一个正方形m×n 棋盘,每条边对应一个合法的移动由骑士(只能同时移动一个方格一个轴和两个沿另一个轴)。因此,它是一个(1,2)-跳跃图.

这个3×3骑士图由8个循环组成连同一个(从所有其他方块都无法到达)孤立的中心顶点。

中的边数n×n骑士图是4(n-2)(n-1)(8倍三角形数),所以对于n=1, 2, ..., 前几个值是0、0、8、24、48、80、120。。。(组织环境信息系统A033996号).

骑士图是二分的因此完美的.

下表总结了骑士图的一些命名图补充。

G公司G公司^_
(2,3)-骑士图(2,3)-皇后图
(3,3)-骑士图表(3,3)-女王图

这个m×n骑士图在中实现这个Wolfram语言作为骑士旅行图[,n个]和预计算属性在中可用图形数据[{“骑士”,{,n个}}].

数字的闭合公式c_k(k)属于k个-图形周期n×n骑士图由c_k=0对于k个奇数和

碳四={0表示n<=3;2(3n^2-18n+26)否则
(1)

(E.Weisstein,2014年11月16日)。

骑士的路径是骑士的一系列动作,每个棋盘格只访问一次。因此,它是一个哈密顿量路径在相应的骑士图上。康拉德等。(1994)表明骑士的道路存在于n×n若(iff) n> =5.

骑士队

上图显示了一个8×8 棋盘,除了其中第一项是重新入境。最终路径具有以下附加属性它是一个半幻方具有行和列260和348和168的主对角线和(Steinhaus 1999,第30页)。

如果这样一条路径的最终位置是一个骑士离开其初始位置的移动,则该路径称为重入或闭合,并对应于哈密顿量周期在下面的knight图上。康拉德等。(1994)表明骑士之旅存在于n×n若(iff) n> =6n个是均匀的。

回溯算法(允许骑士尽可能地移动,直到到达死胡同,此时它备份了一些步骤,然后尝试不同的路径)可以用于寻找骑士之旅,但这种方法可能会非常缓慢。Warnsdorff(1823)提议一种算法,通过计算以下对象的评级,找到一条没有任何回溯的路径每个职位的“继任者”步骤。这里,职位的继任者是那些还没有去过的广场,只要一步就能到达从给定位置。如果继任者人数为继任者最少。这样,首先访问倾向于孤立的广场因此避免了被孤立(罗斯)。此算法所需的时间随着棋盘的方块数大致呈线性增长,但不幸的是计算机实现表明,该算法陷入了棋盘的盲区大于76×76,尽管它在较小的董事会上运行良好(罗斯)。

骑士队第5-8场

康拉德等。(1994)发现了另一种线性时间算法,并证明它解决了哈密顿路径问题n> =5.康拉德等。算法通过分解工作将棋盘分成较小的棋盘(不一定是正方形)解决方案是已知的。这个算法相当复杂,因为它必须处理有许多特殊情况,但已在沃尔夫拉姆语言作者A.Roth。上面举例说明了n×n板,带有n=5至8。

上的(无向)闭合骑士巡游次数(即哈密顿圈)(2n)×(2n 棋盘对于n=1, 2, ... 是0,0,9862,13267364410532,…(OEIS)A001230号; Ball和Coxeter 1987;韦格纳2000年,第369页;Elkies和Stanley 2003)。没有闭馆旅游米×米板,带有米奇怪。Kraitchik(1942年,第264-265页)也指出共有1728条路径5×5正方形,其中8个对称,有5个上的双对称路径6×6正方形。覆盖定向的循环数一个的knight图8×8 棋盘由Wegener和Löbbing(1996)计算作为8121130233753702400。他们还计算了获得错误答案的无方向巡视次数33439123484294(必须是不能被4整除的)。的正确值13267364410532出现在韦格纳随后的著作(韦格纳2000)中,也与未出版的一致B.D.的计算。麦凯。

最长的“无交叉”骑士巡游n×n董事会n=3, 4, ... 是2、5、10、17、24、35。。。(组织环境信息系统A003192号).

下表扩展并修正了Kraitchik(1942年,第264-265页)给出的一些额外结果。这里,DHP表示几何上不同的哈密顿路径,DSHP表示几何上独特的对称路径,HP表示总(定向)哈密顿路,DHC表示几何上截然不同的哈密尔顿循环,HC表示总(导向)哈密尔顿环。

大小DHP公司DSHP公司惠普DHC公司HC公司
斯隆A118067号A158074号
3×200000
3×300000
3×41600
3×50000
3×60000
3×714210400
3×810479200
3×914616112000
3×107736096832
3×112698582134400
3×121435011449628352
3×133229625772800
3×143072
3×1500
3×1630848

令人惊讶的是3×n奈特图由21阶线性递归给出方程式

 a_n=6a(n-1)+64a(n-2)-200a(n-3)-1000a(n-4)+3016a(n-5)+3488a(n-6)-24256a(n-7)+23776a(n-8)+104168a(n-9)-203408a a(n-17)+36864a(n-18)-966656a(n-19)+573440a(n-20)+131072a(n-21)
(2)

具有相应的闭合形式生成函数

G(z)=(P(z)/(Q(z))
(3)
=32z^5+352z^6+3072z^7+30848z^8+295456z^9+。。。,
(4)

哪里

P(z)=32(2048z(22)+5120z(21)-22016z(20)-3328z(19)+2784z(18)+13888z(17)+15360z(16)-13392z(15)-8176z(14)+9536z(13)-4z(12)-3179z(11)+616z^10+505z^9-116z^8-34z^7+5z^6+z^5)
(5)
Q(z)=-131072z^(21)-573440z^(20)+996665z^(19)-36864z^(18)-3117440z^(17)+263424z^(16)-145920z^(15)+1512996z^(14)-1436z^(13)-443392z^(12)+184704z^(11)+203408z^(10)-104168z^9-23776z^8+24256z^7-3488z^6-3016z^5+1000z^4+200z^3-64z^2-6z+1。
(6)

这一结果是由D.E.独立获得的。Knuth和N.D。Elkies于1994年4月使用所谓的转移矩阵法(Stanley 1999,Ch.4.7;Elkies和Stanley 2003)。

The numbers of possible (directed) closed tours on a4×k董事会k=3, 4, ... 是16、0、164、1488、12756、62176、379376、2426224、,…(OEIS)A123935号; Kraitchik 1942年,第263页)。就像3×(2n)在这种情况下,已知这个序列是由一个带常数的线性递推关系给出的系数,尽管这种复发似乎尚未明确计算。

这个m×n骑士图是哈密尔顿定律 若(iff) m> =6,n> =6,并且至少有一个米,n个(Dupuis and Wagon,2014)。


另请参阅

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引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。《骑士图》摘自数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/KnightGraph.html

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