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无三线问题

索引

介绍

非三线问题是一个几何排列问题。n个×n个在欧几里德平面上给出网格对于任何自然数n个.任务是标记n个2在以下条件下尽可能的网格点他们中没有三个人在一条直线上。很明显,最多只能标记2个点。查找的问题n个达到这个上限是已知的杜德尼1917年提出的非三线问题。

一个密切相关的问题是:在此项下最多可以标记多少点限制?P.Erdös已经表明(1-eps)n点可以放置在给定的n个×n个所有足够大的网格n个. 霍尔、杰克逊、苏德贝里和怀尔德对(3/2-eps)n1975年。这是最著名的渐近下限。但是盖伊和凯利用了一个概率论来支持他们的猜测对于大型电网,该限制无法达到2个--的主要推测.

1992年之前的已知解决方案

直到1992年3月,我计算了n个这种无三线连接配置。我计算的最后一个类是n=23,具有一个对角反射对称性。这是唯一的我1992年出版的JCT中缺少的数字。所有这些旧的结果总结在这张桌子。为了了解越来越多的检查病例,请查看计数的顶点在递归全树搜索中,它被细分为对称类。找一条短裤对称类的解释及其条件。
整个旧数据以编码形式通过匿名ftp,但不再推荐使用这种使用非字母数字字母的旧格式。

1997年最新技术

最好将旧数据和新数据作为许多文件或作为编码配置列表(1.6MB).要删除此代码的字符,请使用这个C程序.对于那些无法访问C编译器的用户:每一行代表一个配置,其中的每个字符代表一个标记位置,但第一行表示对称类。在每个配置中,位置都是从左到右、从上到下编码的。它们被指示按字母0、1、2、…、,。。。,9,A,B,C…,Z,A,B,。。。,z仅在其列位置。

例如,以下是所有已知的配置dia2-和全对称.您也可以将其视为44KB图片33+3配置。
此外,还提供了配置数量的概述,希望是最新的1997年表格.找到这些解的方法主要是一种复杂的分枝定界算法。

关于实现的算法

我的程序三分之一需要大约4n^4+O(n^2)字节的存储1988年7月首次实施。它的最后一次发行是在1991年11月,由大约600行C源代码。

1996年4月才推出新版本已实施。除了计算机现在似乎快了15-20倍之外改进的算法本身根据检查的对称类给出了1.5-8的加速比。以适当的选择顺序遍历可能配置的树非常重要。这取决于对称类。
此外,通过一个简单的技巧n≤64(由于内部数据结构)可以是上升到n≤90没有任何运行时或内存增加。目前我可以检查n=72对于在相同cputime中具有完全对称性的配置n=60使用1991年使用的旧算法。

自1996年6月7日起a新格式因为编码配置正在使用中:现在每个配置都由一个列表(.:/-ocx+*)的对称类字符,分别表示对称性(iden rot2 dia1或1 rot4 near dia2或2 full)。此外,标记位置由字母0、1、2、…、,。。。,9,A,B,C…,Z,A,B,。。。,z仅位于从上到下一行的列位置,以及从左到右的每一行。编码的配置必须以换行符、空格或制表符结尾。只要不知道n>62的配置,与旧配置相反,字母表大小更有限并不重要(n>96会导致问题)。

显示无三线配置

对称性等级其中之一。:/-o c x+*
尺寸n正整数十进制数
如果没有给出索引,则显示下一个

最新计算

未来目标


猜测

主要推测(<= 1967)
只有有限多不同的配置。
如果n个趋于无穷大,只有(2/3PI2)(1/3)n个可选择的点,以便其中任何三个点都不在一条直线上。
2005年3月,Gabor Ellmann在Guy&Kellys出版的1968年推导法中发现了一个错误。
如果纠正此几何/代数变换错误,则结果是:渐近仅PI/3号机组1/2n=1.814…n点可选。
猜想I(<=1952)
有3种配置具有网格的完全对称性。
猜想II(<=1968)
每个具有ort2对称性的配置都具有网格的完全对称性。
猜想III(<=1991)
正好有5种配置在中垂线上具有反射对称性。
猜想四(<=1996)
关于在主对角线和副对角线中具有反射对称性的34种配置。

1996年6月,发现了另一种具有反射对称性的构型,从而推翻了猜想III!


浅显的解释

要了解类ort1、rot2、dia1或类ort2、rot4、dia2注意到,在正交对称类ort1中。ort2,两个独立的选定的点通常强制封锁n个6分之2,28分之8,直线及其2,分别。6、对称点。对于对角线反射类dia1和dia2,两个独立的选择点通常强制封锁无/2点。在旋转对称类中腐烂了吗?两个独立的选择点通常迫使大约C对数(n).封锁剩余的6条直线中的4条,分别是28条中的20条,其效果似乎与所考虑的对称性类别无关。

因此,一个对于给定的n个在旋转对称类中,但在中垂直对称类中的不同构型最少。有关不对称情况的精确分析,请参阅盖伊和凯利1968年。他们的想法可以应用于特殊的对称类得到不同配置数量的概率估计。这个不同对称类但固定的数的关系n个应至少与可生成配置的计数值相同。
以下是关于对称条件/效果无三种串联配置。


子No-3-直列解决方案

由于John Selfridge的来信,我检查了收集的配置是否它们包含一种no-3-串联解决方案,用于较小的n个而不是给定的。除了3个已知的“对角线延伸”电话:2423670617014535,电话:3458148A130A7902692567,电话:372845190A460A19562837我发现的唯一的亚溶质是2x2溶液。几乎所有这些配置都属于对称类rot2或rot4。只有5个例子n=12、13、14、,都是不对称的n=15在长对角线处具有反射对称性。但对于n>=15.那些在rot4类中有2x2块的配置在其中心,除了2种配置电话:2323676701014545o9OGHGHAM6M06OP34BFBTEQKL12128JALRSRS893F0IEIPQ45NT7N7JCDCD5K。此对称类中有以下中心块配置n=2,10,14,22,28,30,32,。。。,42,44可能更多n>=46.

在我的标准符号中键入一个可能的非三内联配置(由其对称类特征引入)。
提交后将解码、检查、(如果有效)确认并形象显示

截至1992年7月的参考文献


已发布数据的更正

1992年出版枚举表JCT中的错误数字在o列中给出了n>=30。程序错误导致对称类rot4中的一些解丢失,现在通过重新计算发现了这些解。正确的数字是92,而不是62(n=30)和101(99)n=32。
由于我的不集中,列中n=20的值是一个错误计算。正确的值为675而不是693,所有配置的值至少为rot2对称性。

2006年3月更新n=17和n=18

对不起,我完全忘了指出美国马萨诸塞州威廉斯敦市本杰明·查芬的计算结果。2006年3月,他生成了n=17和n=18的所有解,并在同一个月给我发了相应的总数电子邮件。此外,他还设置了这个网页他的研究结果中,n=18。因为这个网页消失了,我把所有6800个17号网格的不对称配置和所有18853个18号网格的非对称配置,用标准符号编码,放在这个文件下载。

正交反射对称n=28的新解

2023年9月,来自西澳大利亚州珀斯市的迈克尔·科利尔(Michael Collier)编写了一个程序,检查我公布的所有非三线解决方案。他运行了它,并将对称类中有效配置的搜索扩展到了n=30。所以他发现n=28的一种新配置并证明了该正交反射对称类中n=30不存在解。
如有任何意见或问题,请发送至我当前的电子邮件地址

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阿奇姆·弗拉门坎普
2023-09-30 20:49 UTC+2