・A072567について       Dengan kesaktian Indukmu 氏

 OEISの「A072567」について、以前からあたためていたアイデアがあるのですけれども、考
えがよくまとまりません。宜しければ皆様に掘り下げて頂ければ幸いです。

 「A072567」は、例えていうと、以下のようになります。

 複数の単位正方形のタイルを大きな正方形の形に並べます。(タイルの個数は平方数)
これには、複数のタイルからなる長方形(正方形含む)の形の〔小部分〕がいくつか含まれて
います。

 タイルには白と黒との2色があります。正方形に並べ終わったときに、含まれる任意の
長方形の四隅が全部黒タイルであることがあってはいけない
というのがルールです。

 このルールのもとで、出来るだけ多くの黒タイルを使いたいのです。どれだけ多く使えるか
について、「A072567」に数列:

 1,3,6,9,12,16,21,24,29,34,39,45,52,56,61,67,74,81,88,96,105,108,115,122,・・・

が示されています。OEISの「A072567」にはサンプルが含まれています。下記に引用します。
(ただし、タイルに翻案します。)

Examples of a(2)=3, a(3)=6, and a(4)=9:

a(2)=3 a(3)=6 a(4)=9
  ■■
■□
  ■■□
■□■
□■■
  ■■■□
■□□■
□■□■
□□■■

 引用した部分には、a(2)=3, a(3)=6, and a(4)=9 までしか図解がありません。a(5)やa(6)で
はどうなっているのでしょう。

 幸いなことに、「A350296」が、言わば、「A072567」の裏返し(白黒反転)になっています。
すなわち、
       A350296(n) = n^2 - A072567(n)

 「A350296」には、n=5 と n=6 とに、サンプルの図解があたえられています。これらのサン
プルから、「A072567」に使えるように色反転した上で、下記に引用します。

a(5)=12 a(6)=16
  ■■■■□
■□□□■
□■□□■
□□■□■
□□□■■
  ■■■□□□
■□□■■□
□■□■□■
□□■□■■
■□□□□■
□■□□■□

 ここまで、a(2)からa(6)を振り返りますと、以下の3点が気になります。

・a(2)から順にみていっても成長パターンが見えない。
・a(7)をどうやって作ればいいかわからない
・a(6)にいたっては、白黒パターンに美しさを感じない。

 図解を工夫して、a(2) から a(6) までを一挙にお示しします。なお、次の3点が特徴です。

・成長がわかる。
・皮を次々にかぶせていく感じ、または、マトリョーシカのように入れ子になっている。
・右上から左下への斜めの対角線を軸に線対称ゆえ美しい

a(2)=3 a(3)=6 a(4)=9 a(5)=12 a(6)=16
■■
□■
■■□
□■■
■□■
■■□□
□■■□
■□■■
□■□■
  ■■□□□
□■■□□
■□■■□
□■□■■
□□■□■
  ■■□□□■
□■■□□□
■□■■□□
□■□■■□
□□■□■■
□□□■□■

 a(6)には、a(2)からa(5)までの全てが含まれています。しかも、一番左上のタイルを共通し
て含んでいます。a(6)さえ示せば、a(2)からa(5)までを全て示したことになります。

 ここまで整理したのは、a(7) の図解を求めたいという動機があったからでした。

 求めた図解は次の通りです。

a(7)=21
  ■■□□□■□
□■■□□□■
■□■■□□□
□■□■■□□
□□■□■■□
□□□■□■■
■□□□■□■

 調子に乗って、a(8)の図解を示そうと思ったのですけれども、ここで緊急停止の憂き目に
あいました。新たに、あることに気がついて、思考がそっちに行ってしまったからです。

 もう一度、a(7)の図解に戻ります。■の横座標を書き入れてみます。

a(7)=21
  12□□□6□
□23□□□7
1□34□□□
□2□45□□
□□3□56□
□□□4□67
1□□□5□7

 次いで、□を省きます。

 126 、237 、134 、245 、356 、467 、157

 一つの数字の中で、数字の順番を入れ換えてみます。

 126 、237 、341 、452 、563 、674 、715

 位ごとに mod 7 で増えているのはともかくとして、最後の数字が最初の数字に接続してい
るのもともかくとして、このパターンは、Fano平面になっていることに気がついてしまいました。

 GAIさん提起の班編成のトピックでも関連した話題が以前、あがりました。
(→ 参考:「カークマンの組み分け」)

 こうなってきますと、a(7)までは、Fano平面で図解が構成できた理由が、おぼろげながらに
わかってきますし、また、a(8) では、この作戦はうまくいかないであろうと予想できます。

 さきほど、a(7)で「緊急停止」と申し上げたのは、以上の理由です。

 でも…、13人のうち4人が班となって、13日の間…、任意の2名が二度と同じ班にならな
いアレを使えば?、a(8)からa(13)までは図解できるのでは?

・a(8)からa(13)まで成長がわかる。
・対角線で線対称
・マトリョーシカ

 こんな図解が出来上がると気持ちよさそうです。念のために、a(13)をOEISで調べてみたら、

 a(13)=52

ですから、例の班編成通りになっています。

 ここから先、一歩も進められていません。

 13日にわたって mod 13 で 背番号が 1 ずつカウントアップしていく 4人組 をまずつくって
みなくてはと思っております。たぶん、魔円陣から構成できたはずですが…「ビリヤード問題」
という名で知られています。


 投稿後にメモを探したら、なんということでしょう。4つの要素からなる魔円陣が2つほどあ
ると、以前調べていたことがわかりました。以下、 1 を A で、 10 を 0 で、 11 を J で、 12
を Q で、 13 を K で表すことにします。

■魔円陣その1

A,2,6,4 魔円陣
A,3,9,K その和分

和分から作った13人からの4人班、13日間の班編成(mod 13 で背番号カウントアップ)

2,4,0,A
3,5,J,2
4,6,Q,3
5,7,K,4
6,8,A,5
7,9,2,6
8,0,3,7
9,J,4,8
0,Q,5,9
J,K,6,0
Q,A,7,J
K,2,8,Q
A,3,9,K


■魔円陣その2

A,3,2,7 魔円陣
A,4,6,K その和分

和分から作った13人からの4人班、13日間の班編成(mod 13 で背番号カウントアップ)

2 5 7 A
3 6 8 2
4 7 9 3
5 8 0 4
6 9 J 5
7 0 Q 6
8 J K 7
9 Q A 8
0 K 2 9
J A 3 0
Q 2 4 J
K 3 5 Q
A 4 6 K



 頭が痺れましたので、「A072567」の a(8)から a(13) までを、線対称かつマトリョーシカの形
式で、上記の魔円陣の和分による班編成から作成できるかどうか……痺れましたので、調
べるのは個人的には、締め切りを設けないで考えてみることにいたします。

 なにかよい考えがありましたならば、是非、教えてください。

 この班編成が、「A072567」の図解の作り方に役立つならば、この先もうまくいくのかもしれ
ません。


(追記) 令和4年5月10日付け

 結論から申しますと、魔円陣その2から作られる班編成ではうまくいかず、魔円陣その1か
ら作られる班編成では目標を達成できました。

 上記では■□で視認しやすいようにしてきましたが、今回は 「x」およびに「.」で図示します。

a(8)=24 a(9)=29 a(10)=34
  x.x.....
xx.x....
.xx.x...
..xx.x..
...xx.x.
x...xx.x
.x...xx.
..x...xx
  x.x.....x
xx.x.....
.xx.x....
..xx.x...
...xx.x..
x...xx.x.
.x...xx.x
..x...xx.
...x...xx
  x.x.....x.
xx.x.....x
.xx.x.....
..xx.x....
...xx.x...
x...xx.x..
.x...xx.x.
..x...xx.x
...x...xx.
....x...xx
a(11)=39 a(12)=45 a(13)=52
  x.x.....x..
xx.x.....x.
.xx.x.....x
..xx.x.....
...xx.x....
x...xx.x...
.x...xx.x..
..x...xx.x.
...x...xx.x
....x...xx.
.....x...xx
x.x.....x...
xx.x.....x..
.xx.x.....x.
..xx.x.....x
...xx.x.....
x...xx.x....
.x...xx.x...
..x...xx.x..
...x...xx.x.
....x...xx.x
.....x...xx.
x.....x...xx
x.x.....x...x
xx.x.....x...
.xx.x.....x..
..xx.x.....x.
...xx.x.....x
x...xx.x.....
.x...xx.x....
..x...xx.x...
...x...xx.x..
....x...xx.x.
.....x...xx.x
x.....x...xx.
.x.....x...xx

 次の魔円陣は要素数が5つで、 1,3,10,2,5
これの和分は、 1,4,14,16,21  ですか。

 班編成は…、

 1, 4,14,16,21
 2, 5,15,17, 1
 3, 6,16,18, 2
 4, 7,17,19, 3
 5, 8,18,20, 4
 6, 9,19,21, 5
 7,10,20, 1, 6
 8,11,21, 2, 7
 9,12, 1, 3, 8
10,13, 2, 4, 9
11,14, 3, 5,10
12,15, 4, 6,11
13,16, 5, 7,12
14,17, 6, 8,13
15,18, 7, 9,14
16,19, 8,10,15
17,20, 9,11,16
18,21,10,12,17
19, 1,11,13,18
20, 2,12,14,19
21, 3,13,15,20


 これで、a(14) から a(21) までを マトリョーシカにできているかどうか… あとで考えてみます。
直感的には密度の片寄りが足らない気が…。



  以下、工事中!



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