Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Permutacje. Kombinacje. Wariacje. Rozmieszczanie kul w urnach. Silnie i symbole Newtona. Przeliczanie zbiorów. Funkcje tworzące. Teoria grafów.
Awatar użytkownika
Sir George
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1145
Rejestracja: 27 kwie 2006, o 10:19
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: z Konopii
Podziękował: 4 razy
Pomógł: 203 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: Sir George »

Witam!
Proponuję sklasyfikować sposoby rozmieszczenia X-ów według ich liczby w wierszach. Zamiana miejscami kolumn nie zmienia liczby X-ów w wierszu, a zamiana wierszy zmienia jedynie kolejność. Wystarczy zatem wybrać jako reprezentanta układ, w którym liczby X-ów w wierszach są np. w porządku rosnącym.
Takie reprezentanty można przedstawić w postaci diagramu Younga. Nie pamiętam niestety wzoru na liczbę diagramów Younga o n polach. Postaram się w wolnej chwili coś poszukać - choć pewnie nie ma nic po polsku.
Liczba diagramów Younga o n polach, czyli szukana liczba układów, to liczba różnych rozkładów liczby n na sumę liczb naturalnych w porządku rosnącym.
Może to coś pomoże...

Pozdrawiam,
sG

-- 26 września 2013, 14:38 --

Aha, teraz doczytałem... Rzeczywiście w literaturze funkcjonuje również nazwa diagram Ferresa, aczkolwiek nigdy nie spotkałem jej w tekście matematycznym. Stąd moja nieuwaga...-- 26 września 2013, 15:06 --OK. Mam. Szukana liczba rozkładów to liczba różnych partycji zbioru n-elementowego. Jest to też liczba różnych rozwiązań w liczbach naturalnych r-nia
\(\displaystyle{ x_1+2x_2+3x_3+\cdots+nx_n=n}\)

Na stronie

Kod: Zaznacz cały

http://oeis.org/search?q=1%2C1%2C2%2C3%2C5%2C7%2C11&sort=&language=&go=Search
jest to ciąg nr

Kod: Zaznacz cały

http://oeis.org/A000041
.

Pozdrawiam,
sG
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

Kamaz, bardzo ładne grafy (jak się takie robi ), trochę nieporęczne, ale i tak dzięki wielkie!

Sir George, mówisz o podziale liczby \(\displaystyle{ ak}\) na nie więcej niż \(\displaystyle{ w}\) składników nie większych od \(\displaystyle{ k}\) — ten wbrew pozorom trudny problem błyskotliwie rozwiązał arek1357 tu: https://www.matematyka.pl/309420.htm (na samym końcu wątku).

Niestety nie opisuje on naszej sytuacji — zwróć uwagę, że np. podział \(\displaystyle{ 12=3+3+3+3}\) generuje kilka „unikalnych” rozkładów:

Kod: Zaznacz cały

x x x - - -  x x x - - -
x x x - - -  x x - x - -
- - - x x x  - - x - x x
- - - x x x  - - - x x x i być może inne…?
Lepsze jest chyba przyporządkowywanie sekwencji wspólnych kolumn, o którym piszę kilka postów wyżej: https://www.matematyka.pl/343812.htm#p5137629

Te dwa przykładowe powyższe rozkłady miałyby przypisane takie sekwencje: \(\displaystyle{ 300003,210012}\).
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

OK, myślę, że już rozwiązałem na piechotę przypadek \(\displaystyle{ k=6,w=4,a=2}\).
Kamaz, mówisz, że wyszło ci \(\displaystyle{ 29}\) rozkładów — ja naliczyłem \(\displaystyle{ 32}\). Czy zgodzisz się przedstawić te pozostałe 16 rozkładów?

Ja swoje przedstawiam poniżej; odcyfrowałem twoje multigrafy i wychodzi na to, że pokrywają się rozkłady nr: 17,18,19,20,24,25,26,27,28,29,30,31,32.

To są moje rozkłady:

Kod: Zaznacz cały

Rozkład 1
x x x x x x 
x x x x x x 
- - - - - - 
- - - - - - 

Rozkład 2
x x x x x x 
x x x x x - 
- - - - - x 
- - - - - - 

Rozkład 3
x x x x x - 
x x x x x - 
- - - - - x 
- - - - - x 

Rozkład 4
x x x x x x 
x x x x - - 
- - - - x x 
- - - - - - 

Rozkład 5
x x x x - - 
x x x x - - 
- - - - x x 
- - - - x x 

Rozkład 6
x x x x x x 
x x x x - - 
- - - - x - 
- - - - - x 

Rozkład 7
x x x x x - 
x x x x - x 
- - - - x x 
- - - - - - 

Rozkład 8
x x x x x - 
x x x x - x 
- - - - x - 
- - - - - x 

Rozkład 9
x x x x x - 
x x x x - - 
- - - - x x 
- - - - - x 

Rozkład 10
x x x x x x 
x x x - - - 
- - - x x x 
- - - - - - 

Rozkład 11
x x x - - - 
x x x - - - 
- - - x x x 
- - - x x x 

Rozkład 12
x x x x x x 
x x x - - - 
- - - x x - 
- - - - - x 

Rozkład 13
x x x x x - 
x x x - - - 
- - - x x x 
- - - - - x 

Rozkład 14
x x x x x - 
x x x - - x 
- - - x x - 
- - - - - x 

Rozkład 15
x x x x x - 
x x x - - x 
- - - x x x 
- - - - - - 

Rozkład 16
x x x x - - 
x x x - - - 
- - - x x x 
- - - - x x 

Rozkład 17
x x x x x - 
x x x - - x 
- - - x - x 
- - - - x - 

Rozkład 18
x x x x x - 
x x x - - - 
- - - x - x 
- - - - x x 

Rozkład 19
x x x x - - 
x x x - x - 
- - - x - x 
- - - - x x 

Rozkład 20
x x x x - - 
x x x - x - 
- - - x x x 
- - - - - x 

Rozkład 21
x x x x x x 
x x - - - - 
- - x x - - 
- - - - x x 

Rozkład 22
x x x x - - 
x x - - - - 
- - - - x x 
- - x x x x 

Rozkład 23
x x x x - - 
x x - - x x 
- - x x x x 
- - - - - - 

Rozkład 24
x x x x x - 
x x - - - x 
- - x x - x 
- - - - x - 

Rozkład 25
x x x x x - 
x x - - - x 
- - x - - x 
- - - x x - 

Rozkład 26
x x x x - - 
x x - - x - 
- - x x - x 
- - - - x x 

Rozkład 27
x x x x - - 
x x - - x - 
- - x x x x 
- - - - - x 

Rozkład 28
x x x x - - 
x x - - - - 
- - x - x x 
- - - x x x 

Rozkład 29
x x x - - - 
x x - x - - 
- - x - x x 
- - - x x x 

Rozkład 30
x x x x - - 
x x - - x x 
- - x - x - 
- - - x - x 

Rozkład 31
x x x x - - 
x - - - x x 
- x x - x - 
- - - x - x 

Rozkład 32
x x x - - - 
x - - x x - 
- x - x - x 
- - x - x x 
Kamaz
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 127
Rejestracja: 13 kwie 2013, o 13:44
Płeć: Kobieta
Pomógł: 21 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: Kamaz »

Przepraszam za przeoczenie. Trzech konfiguracji ostatnio nie uwzględniłam.

\(\displaystyle{ \begin{picture}(0,0)

\put(0,0){
\put(0,0){\line(0,1){40}}
\put(40,0){\line(0,1){40}}
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,5)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-5)(40,0)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(0,40){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(60,0){
\put(0,0){\line(0,1){40}}
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(45,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(35,20)(40,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(0,40){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(120,0){
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\put(0,0){\line(0,1){40}}
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(0,40){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(0,-60){
\put(0,0){\line(0,1){40}}
\put(40,0){\line(0,1){40}}
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(0,40){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(60,-60){
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\put(0,0){\line(0,1){40}}
\qbezier(0,0)(-10,20)(0,40)
\qbezier(0,0)(10,20)(0,40)
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(0,40){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(120,-60){
\qbezier(0,0)(-10,20)(0,40)
\qbezier(0,0)(10,20)(0,40)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(0,40){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(0,-120){
\put(0,0){\line(1,2){20}}
\put(40,0){\line(-1,2){20}}
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,5)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-5)(40,0)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(20,40){\circle*{4}}
}

\put(60,-120){
\put(0,0){\line(1,2){20}}
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\qbezier(40,0)(25,15)(20,40)
\qbezier(40,0)(35,25)(20,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(20,40){\circle*{4}}
}

\put(120,-120){
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\qbezier(40,0)(25,15)(20,40)
\qbezier(40,0)(35,25)(20,40)
\qbezier(0,0)(15,15)(20,40)
\qbezier(0,0)(5,25)(20,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(20,40){\circle*{4}}
}

\put(0,-180){
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\qbezier(20,0)(30,20)(20,40)
\qbezier(20,0)(10,20)(20,40)
\qbezier(20,0)(25,20)(20,40)
\qbezier(20,0)(15,20)(20,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(20,40){\circle*{4}}
\put(20,0){\circle*{4}}
}

\put(60,-180){
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\qbezier(20,0)(30,20)(20,40)
\qbezier(20,0)(10,20)(20,40)
\qbezier(20,0)(10,7)(0,0)
\qbezier(20,0)(10,-7)(0,0)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(20,40){\circle*{4}}
\put(20,0){\circle*{4}}
}

\put(120,-180){
\qbezier(20,0)(30,20)(20,40)
\qbezier(20,0)(10,20)(20,40)
\qbezier(20,0)(10,7)(0,0)
\qbezier(20,0)(10,-7)(0,0)
\qbezier(20,0)(30,7)(40,0)
\qbezier(20,0)(30,-7)(40,0)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(20,40){\circle*{4}}
\put(20,0){\circle*{4}}
}


\put(0,-240){
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\put(40,0){\line(0,1){40}}
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(45,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(35,20)(40,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(60,-240){
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(45,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(35,20)(40,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}

\put(120,-240){
\put(0,0){\line(1,0){40}}
\put(40,0){\line(0,1){40}}
\qbezier(0,0)(20,10)(40,0)
\qbezier(0,0)(20,-10)(40,0)
\qbezier(40,0)(50,20)(40,40)
\qbezier(40,0)(30,20)(40,40)
\put(0,0){\circle*{4}}
\put(40,0){\circle*{4}}
\put(40,40){\circle*{4}}
}


\put(0,-300){
\put(0,10){\line(1,0){40}}
\put(0,30){\line(1,0){40}}
\qbezier(0,30)(20,40)(40,30)
\qbezier(0,30)(20,20)(40,30)
\qbezier(0,30)(20,35)(40,30)
\qbezier(0,30)(20,25)(40,30)
\put(0,10){\circle*{4}}
\put(40,10){\circle*{4}}
\put(0,30){\circle*{4}}
\put(40,30){\circle*{4}}
}

\put(60,-300){
\qbezier(0,10)(20,20)(40,10)
\qbezier(0,10)(20,0)(40,10)
\qbezier(0,30)(20,40)(40,30)
\qbezier(0,30)(20,20)(40,30)
\qbezier(0,30)(20,35)(40,30)
\qbezier(0,30)(20,25)(40,30)
\put(0,10){\circle*{4}}
\put(40,10){\circle*{4}}
\put(0,30){\circle*{4}}
\put(40,30){\circle*{4}}
}

\put(120,-300){
\put(0,10){\line(1,0){40}}
\put(0,30){\line(1,0){40}}
\qbezier(0,10)(20,20)(40,10)
\qbezier(0,10)(20,0)(40,10)
\qbezier(0,30)(20,40)(40,30)
\qbezier(0,30)(20,20)(40,30)
\put(0,10){\circle*{4}}
\put(40,10){\circle*{4}}
\put(0,30){\circle*{4}}
\put(40,30){\circle*{4}}
}

\put(60,-360){
\qbezier(0,20)(20,30)(40,20)
\qbezier(0,20)(20,10)(40,20)
\qbezier(0,20)(20,25)(40,20)
\qbezier(0,20)(20,15)(40,20)
\qbezier(0,20)(20,35)(40,20)
\qbezier(0,20)(20,5)(40,20)
\put(0,20){\circle*{4}}
\put(40,20){\circle*{4}}
}


\put(-5,45){.}
\put(170,-365){.}

\end{picture}}\)
Naed Nitram
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 121
Rejestracja: 8 paź 2013, o 17:08
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: hd
Podziękował: 2 razy
Pomógł: 44 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: Naed Nitram »

Dane \(\displaystyle{ w,k,a}\).

Na wszystkich możliwych układach spełniających założenia działa grupa \(\displaystyle{ S_w\times S_k}\) permutacji wierszy i kolumn. Nas interesuje liczba \(\displaystyle{ N}\) orbit tego działania.

W charakterze rozgrzewki prostsze zadanie.

\(\displaystyle{ X}\) oznacza zbiór wszystkich układów bez utożsamiania tych równoważnych, takich, że w każdym wierszu jest \(\displaystyle{ a}\) krzyżyków.

\(\displaystyle{ W}\) oznacza zbiór orbit działania \(\displaystyle{ S_w}\) na zbiorze \(\displaystyle{ X}\), czyli zbiór orbit ze względu na permutacje wierszy.

Liczbę \(\displaystyle{ |W|}\) można nietrudno wyznaczyć. Następnie nieco modyfikując ideę, lecz istotnie komplikując rachunki, można wyznaczyć liczbę orbit działania \(\displaystyle{ S_w \times S_k}\) na zbiorze wszystkich układów spełniających założenia, czyli liczbę, o którą chodzi w zadaniu.

Zaczniemy więc od \(\displaystyle{ |W|}\), rozgrzewki.

Liczba, której szukamy, to liczba orbit działania \(\displaystyle{ S_w}\) na układy z \(\displaystyle{ X}\), czyli, na mocy lematu Burnside'a:

\(\displaystyle{ |W|=\frac 1{w!}\sum_{\sigma\in S_w}|S(\sigma)|}\)

gdzie \(\displaystyle{ S(\sigma)}\) to zbiór układów niezmienniczych ze względu na permutację wierszy \(\displaystyle{ \sigma}\) (zbiór, a nie jego liczność - przyda się to później). Niech \(\displaystyle{ \sigma}\) będzie iloczynem rozłącznych cykli długości: \(\displaystyle{ C=(c_1,...,c_i)}\), dla \(\displaystyle{ c_{i+1}\ge c_i,}\) \(\displaystyle{ \sum c_i=w}\). Układy stałe ze względu na \(\displaystyle{ \sigma}\) łatwo zliczyć, bo to takie, które mają jednakowe wiersze o numerach z tego samego cyklu. Nietrudno też jest zliczyć wszystkie permutacje o tej samej sygnaturze, czyli będące iloczynem rozłącznych cykli długości \(\displaystyle{ C=(c_1,...,c_i)}\). Zbiór możliwych istotnie różnych sygnatur \(\displaystyle{ \mathcal{C}}\) jest łatwy do wyznaczenia, bo to podziały zbioru \(\displaystyle{ w}\)-elementowego na rozłączne podzbiory.

Mamy więc:

\(\displaystyle{ |W|=\frac 1{w!}\sum_{C\in\mathcal{C}}L(C)S(C)}\),

gdzie \(\displaystyle{ L(C)}\) to liczba permutacji o sygnaturze \(\displaystyle{ C}\), zaś \(\displaystyle{ S(C)}\) to liczba układów stałych ze względu na działanie permutacji o sygnaturze \(\displaystyle{ C}\). Oczywiście formuła będzie dość długa:

\(\displaystyle{ L(C=(c_1,...,c_i))=\frac{w!}{c_1\cdot c_2\cdot...\cdot c_i}}\)

\(\displaystyle{ S(C)=\frac{w!\binom ka^i}{c_1!\cdot c_2!\cdot...\cdot c_i!}}\)

o ile nie pomieszałem czegoś w rachunkach.

Przypadek ogólny daje jeszcze dłuższe wzory, ale wszystko daje się wyrachować.
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

Naed Nitram, to jest chyba najbardziej obiecujący sposób potraktowania problemu, jeszcze się przez niego przegryzam, ale mógłbyś tymczasem szybko pokazać, jak on by działał dla omawianego \(\displaystyle{ k=6,w=4,a=2}\)?
Naed Nitram
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 121
Rejestracja: 8 paź 2013, o 17:08
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: hd
Podziękował: 2 razy
Pomógł: 44 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: Naed Nitram »

To może skomplikuję, żeby uprościć...

Żeby sprawnie zliczać orbity grup permutacji, warto zapoznać się z pojęciem indeksu cyklowego:

Jeśli w rozkładzie permutacji \(\displaystyle{ \sigma\in S_n}\) na rozłączne cykle cykl długości \(\displaystyle{ m}\) występuje \(\displaystyle{ j_m}\) razy, to przyporządkujmy tej permutacji jednomian:

\(\displaystyle{ z(g)=z(g;x_1,...,x_n)=x_1^{i_1}x_2^{j_2}...x_n^{j_n}}\).

Wiadomo więc na przykład, że \(\displaystyle{ 1\cdot j_1+2\cdot j_2+...+n\cdot j_n=n}\), co już wystąpiło w tym wątku w nieco innym kontekscie.

Indeks cyklowy grupy permutacji \(\displaystyle{ G}\), to wielomian:

\(\displaystyle{ Z(G)=Z(G;x_1,...,x_n)=\frac 1{|G|}\sum_{g\in G}z(g)}\).

Indeks cyklowy grup permutacji \(\displaystyle{ S_n}\) łatwo wyznaczyć na wiele różnych sposobów. Na przykład w dwóch liniach kodu z użyciem zależności rekurencyjnej:

\(\displaystyle{ Z(S_n)=\frac 1n\sum_{i=1}^nx_i\cdotZ(S_{n-i})}\).

Do wyznaczenia indeksów \(\displaystyle{ S_n}\) bezpośrednio na palcach, co mnie się wydaje najszybsze, wystarcza cierpliwość i elementarna kombinatoryka.

\(\displaystyle{ Z(S_1)=x_1}\)

\(\displaystyle{ Z(S_2)=\frac 12\cdot(x_1^2+x_2)}\)

\(\displaystyle{ Z(S_3)=\frac 16\cdot(x_1^3+3x_1x_2+2x_3)}\)

\(\displaystyle{ Z(S_4)=\frac 1{24}\cdot (x_1^4+6x_1^2x_2+3x_2^2+8x_1x_3+6x_4)}\)

\(\displaystyle{ Z(S_5)}\) jest już dość paskudny, pominę, bo się tu nie przyda, wypiszę \(\displaystyle{ Z(S_6)}\)

\(\displaystyle{ Z(S_6)=\frac 1{720}\cdot(x_1^6+15x_2^3+15x_2x_1^4+40x_3^2+40x_3x_1^3+45x_2^2x_1^2+90x_4x_1^2+}\)

\(\displaystyle{ +90x_4x_2+120x_5x_1+120x_3x_2x_1+144x_5x_1)}\).

Mamy więc między innymi typy permutacji w grupach \(\displaystyle{ S_4,S_6}\). Indeks cyklowy grupy \(\displaystyle{ S_4\times S_6}\) z działaniem produktowym dość łatwo wyraża się w terminach \(\displaystyle{ Z(S_4)}\) i \(\displaystyle{ Z(S_6)}\) (prawie mnożenie wielomianów) ale do tego konkretnego przypadku się nie przyda.

MAmy \(\displaystyle{ S_4}\) działającą na kolumnach, \(\displaystyle{ S_6}\) na wierszach i w każdej kolumnie \(\displaystyle{ 2}\) krzyżyki.

Niech \(\displaystyle{ (\sigma, \tau)\in S_4\times S_6}\). Interesuje nas liczba:

\(\displaystyle{ S((\sigma,\tau))}\)

układów stałych ze względu na działanie \(\displaystyle{ (\sigma.\tau)}\).

Postaram się trzymać pewien poziom ogólności, choć tutaj wiele się upraszcza.

Niech \(\displaystyle{ s,t}\) będą pewnymi cyklami w rozkładach \(\displaystyle{ \sigma, \tau}\) odpowiednio na rozłączne cykle. Niech \(\displaystyle{ n(s),n(t)}\) to długości tych cykli. Przenumerowując ewentualnie wiersze i kolumny możemy założyć, że nośniki \(\displaystyle{ \supp(s),\supp(t)}\) tych cykli (czyli zbiory numerów kolumn/wierszy permutowanych przez te cykle) to kolejne liczby od 1. To jest \(\displaystyle{ s(1)=2, s(2)=3,...,s(n(s))=1}\) i analogicznie dla \(\displaystyle{ t}\). Krótko mówiąc zakres działania \(\displaystyle{ s,t}\) to prostokąt \(\displaystyle{ n(t)\times n(s)}\) w lewym górnym rogu tablicy. Zauważmy, że ten prostokąt jest niezmienniczy ze względu na działanie \(\displaystyle{ (s,t)}\) wtedy i tylko wtedy, gdy jego przekątne są stałe, to znaczy albo całe przekątne są zakrzyżykowane, albo nie. Liczba przekątnych to \(\displaystyle{ \gcd(n(s),n(t))}\). Przy czym tu rozważamy uogólnione przekątne, czyli rozszerzamy je cyklicznie, w szczególności w tablicy \(\displaystyle{ p\times q}\) dla \(\displaystyle{ \gcd(p,q)=1}\) wszystkie pola leżą na jednej przekątnej.
Stąd ogólny wzór na liczbę prostokątów niezmienniczych na \(\displaystyle{ (s,t)}\) to

\(\displaystyle{ \sum_{i=0}^{\gcd(n(s),n(t))}\binom{\gcd(n(s),n(t))}{i}}\).

Pora więc coś zliczyć w przypadku 6,4,2. Wybierzmy na początek jakiś ciekawy przykład:

\(\displaystyle{ z(\sigma)=x_1x_3}\)

\(\displaystyle{ z(\tau)=x_1x_2x_3}\)

Współczynnik to \(\displaystyle{ 8\cdot 120=960}\) to znaczy w \(\displaystyle{ S_4\times S_6}\) jest \(\displaystyle{ 960}\) par tego samego typu, co \(\displaystyle{ (\sigma,\tau)}\). Mamy 6 możliwych prostokątów. Po narysowaniu nietrudno zliczyć wszystkie możliwe układy o niezmienniczych przekątnych. Jest ich 7. Stąd otrzymujemy wkład do wyniku:

\(\displaystyle{ \frac{7\cdot 960}{24\cdot 720}=\frac{7}{18}}\).

Jest \(\displaystyle{ 55}\) przypadków podziałów prostokątnych, ale wszystkie są łatwe do rozważenia w pamięci.

Moral z tego taki, że wzór ogólny, choć wypisywalny, będzie strasznie długi. Za to nietrudno stosują powyższe rozumowanie wypisać szybki algorytm znajdujący wszystkie możliwe układy. Komponenty tego algorytmu to:

1. Wyznaczenie \(\displaystyle{ Z(S(n))}\).
2. Dla danych \(\displaystyle{ p,q,r}\) podanie liczby możliwych układów krzyżyków o stałych przekątnych w prostokącie o bokach \(\displaystyle{ p,q}\) tak, by w każdej kolumnie było \(\displaystyle{ r}\) krzyżyków - tu można wypisać wzór po prostu: \(\displaystyle{ C\left(\gcd(p,q),\frac{r}{\gcd(p,q)}\right)}\) gdzie \(\displaystyle{ C(i,j)=\binom ij}\) dla całkowitych \(\displaystyle{ j}\) i \(\displaystyle{ C(i,j)=0}\) dla niecałkowitych \(\displaystyle{ j}\).
3. Mając dane zbiory \(\displaystyle{ R_i}\) liczb naturalnych i liczbę naturalną \(\displaystyle{ a}\) podać liczbę możliwości wyboru elementów \(\displaystyle{ r_i}\) ze zbiorów \(\displaystyle{ R_i}\) tak, by \(\displaystyle{ \sum r_i=n}\).
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

Naed Nitram, wolno mi idzie przegryzanie się przez te wszystkie zagadnienia, głównie z braku czasu, ale dopytam jeszcze tylko:
Naed Nitram pisze:3. Mając dane zbiory \(\displaystyle{ R_i}\) liczb naturalnych i liczbę naturalną \(\displaystyle{ a}\) podać liczbę możliwości wyboru elementów \(\displaystyle{ r_i}\) ze zbiorów \(\displaystyle{ R_i}\) tak, by \(\displaystyle{ \sum r_i=n}\).
Czy tu chodzi o jakiś podział \(\displaystyle{ n}\)? I co oznacza tutaj \(\displaystyle{ n}\), bo najpierw, jako indeks dolny przy \(\displaystyle{ S}\) oznaczało grupę permutacji, później oznaczało długość danych cykli z rozkładów na cykle danych permutacji — a tu?

No i jeszcze odnośnie twojego pierwszego posta:
Naed Nitram pisze:Liczba, której szukamy, to liczba orbit działania \(\displaystyle{ S_w}\) na układy z \(\displaystyle{ X}\), czyli, na mocy lematu Burnside'a:

\(\displaystyle{ |W|=\frac 1{w!}\sum_{\sigma\in S_w}|S(\sigma)|}\)
Czy to uwzględnia fakt, że jeśli wiersze są identyczne, ich permutacji jest mniej?
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

Na wszelki wypadek zamieszczę jeszcze sekwencje wspólnych zakrzyżykowanych kolumn, o których pisałem tu: 343812.htm#p5137629

Kod: Zaznacz cały

Rozkład 1
600000
060000
006000
000600
000060
000006

Rozkład 2
510000
051000
000510
000051
501000
050100
005010
000501
500100
005001
500010
050001
150000
015000
000150
000015
105000
010500
001050
000105
100500
001005
100050
010005

Rozkład 3
005100
050010
500001
001500
010050
100005

Rozkład 4
420000
042000
000420
000042
402000
040200
004020
000402
400200
004002
400020
040002
240000
024000
000240
000024
204000
020400
002040
000204
200400
002004
200040
020004

Rozkład 5
004200
040020
400002
002400
020040
200004

Rozkład 6
000411
000411
410100
410100
041001
041001
401010
401010
000141
000141
140100
140100
014001
014001
000114
000114
110400
110400
011004
011004
104010
104010
101040
101040

Rozkład 7
411000
411000
004011
004011
040101
040101
400110
400110
141000
141000
114000
114000
001041
001041
010401
010401
001014
001014
010104
010104
100410
100410
100140
100140

Rozkład 8
041100
041100
410010
410010
401100
401100
014010
014010
140001
140001
001140
001140
001104
001104
010410
010410
104001
104001
100401
100401
010014
010014
100041
100041

Rozkład 9
004110
041010
004101
410001
040110
401001
040011
400101
400011
014100
001410
001401
140010
011400
011040
110040
110004
104100
101400
010140
101004
010041
100104
100014

Rozkład 10
330000
330000
033000
033000
000330
000330
000033
000033
303000
303000
030300
030300
003030
003030
000303
000303
300300
300300
003003
003003
300030
300030
030003
030003

Rozkład 11
003300
003300
030030
030030
300003
300003

Rozkład 12
000321
320100
032001
000312
310200
031002
302010
301020
000231
230100
023001
000213
210300
021003
203010
201030
000132
130200
013002
000123
120300
012003
103020
102030

Rozkład 13
032010
320001
003120
003102
030210
302001
300201
030012
300021
023100
230010
021300
210030
203100
201300
001320
001302
012030
120003
010230
102003
010032
100203
100023

Rozkład 14
032100
320010
031200
310020
302100
301200
023010
230001
002130
002103
020310
203001
200301
020013
200031
013020
130002
001230
001203
010320
103002
100302
010023
100032

Rozkład 15
321000
312000
003021
030201
003012
030102
300210
300120
231000
213000
002031
020301
002013
020103
200310
200130
132000
123000
001032
010302
001023
010203
100320
100230

Rozkład 16
003210
003201
031020
310002
030120
301002
030021
300102
300012
002310
002301
021030
210003
020130
201003
020031
200103
200013
013200
130020
012300
120030
103200
102300

Rozkład 17
311100
311010
031101
310110
301110
131100
131001
013011
130101
001131
113010
113001
001113
011103
110310
110301
011013
010311
103011
101130
010113
101031
100311
100131

Rozkład 18
031011
031011
310101
310101
301011
301011
001311
001311
013101
013101
130110
130110
111300
111300
111030
111030
111003
111003
103110
103110
010131
010131
100113
100113

Rozkład 19
031110
031110
310011
310011
301101
301101
013110
013110
130011
130011
011310
011310
011130
011130
110031
110031
110013
110013
103101
103101
101301
101301
101103
101103

Rozkład 20
003111
003111
311001
311001
030111
030111
300111
300111
131010
131010
113100
113100
011301
011301
011031
011031
110130
110130
110103
110103
101310
101310
101013
101013

Rozkład 21
000222
000222
000222
000222
000222
000222
220200
220200
220200
220200
220200
220200
022002
022002
022002
022002
022002
022002
202020
202020
202020
202020
202020
202020

Rozkład 22
022200
022200
002220
002220
022020
022020
002202
002202
220020
220020
220002
220002
202200
202200
020220
020220
202002
202002
020022
020022
200202
200202
200022
200022

Rozkład 23
222000
222000
222000
222000
222000
222000
002022
002022
002022
002022
002022
002022
020202
020202
020202
020202
020202
020202
200220
200220
200220
200220
200220
200220

Rozkład 24
221100
221100
212010
212010
021102
021102
210210
210210
201120
201120
122001
122001
120201
120201
012012
012012
001122
001122
010212
010212
102021
102021
100221
100221

Rozkład 25
022101
220110
022011
220101
211200
211020
210201
021012
202110
202011
201021
001221
121200
001212
012102
121002
120210
112020
112002
010221
102120
010122
100212
100122

Rozkład 26
022110
022110
220011
220011
021210
021210
210021
210021
202101
202101
201201
201201
012120
012120
120012
120012
011220
011220
110022
110022
102102
102102
101202
101202

Rozkład 27
221010
221001
212100
002121
021201
212001
002112
210120
020211
201210
020112
200211
200121
122100
122010
012021
120102
011202
110220
011022
110202
102012
101220
101022

Rozkład 28
002211
002211
211002
211002
021021
021021
210102
210102
020121
020121
201012
201012
200112
200112
012201
012201
121020
121020
120120
120120
112200
112200
102210
102210

Rozkład 29
021120
021120
021120
021120
210012
210012
210012
210012
201102
201102
201102
201102
012210
012210
012210
012210
120021
120021
120021
120021
102201
102201
102201
102201

Rozkład 30
211110
211110
211110
211110
121101
121101
121101
121101
112011
112011
112011
112011
011112
011112
011112
011112
110211
110211
110211
110211
101121
101121
101121
101121

Rozkład 31
021111
211101
211011
210111
201111
121110
012111
121011
120111
112110
011211
112101
111210
011121
111201
111120
111102
111021
111012
110121
110112
102111
101211
101112

Rozkład 32
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
111111
-- 14 lut 2014, o 10:05 --
  • Łatwo jest zamieniać kombinację kolumnową na jej numer i odwrotnie, więc jest to bardzo pożyteczne przypisywać rozkładom sekwencje numerów kombinacji kolumnowych, bo zamiast krzyżyków mamy numerki (czyli prościej).
  • Każdą sekwencję numerków możemy uporządkować w kolejności np. niemalejącej — nie musimy więc martwić się permutacjami kolumn, tylko generować po prostu niemalejące ciągi numerów w zakresie \(\displaystyle{ \left[ 1; {w \choose a} \right]}\). Takich ciągów jest tyle ile kombinacji z powtórzeniami, czyli — tak jak napisałeś w którejś wiadomości — \(\displaystyle{ { {w \choose a} +k-1 \choose k}}\).
  • To oszacowanie daje dla \(\displaystyle{ k=6,\ w=4,\ a=2}\) liczbę rozkładów \(\displaystyle{ {11 \choose 6} = 462}\) czyli dość bliską „prawdziwym” \(\displaystyle{ 32}\) rozkładom.
  • Ponieważ permutacja wierszy jest dowolna, każdą kombinację kolumnową możemy zamienić na kombinację nr 1. Oczywiście inne kolumny zamienią się na co innego, ale ważne jest, że każdą sekwencję możemy zamienić na sekwencję zaczynającą się od "1". Stąd też wystarczy analizować sekwencje zaczynające się od "1" — pozostałe będą ich kopiami.
  • Powyższe stwierdzenie pozwala jeszcze lepiej oszacować liczbę rozkładów, mianowicie skoro na pierwszym miejscu stoi zawsze "1", to mamy \(\displaystyle{ k-1}\) miejsc na nasz niemalejący ciąg liczb, a zatem takich ciągów mamy \(\displaystyle{ { {w \choose a} +k-2 \choose k-1}}\), co daje nam zamiast \(\displaystyle{ 462}\) rozkładów \(\displaystyle{ {10 \choose 5} =252}\) rozkłady — wciąż dużo.
  • Mamy ciągi zaczynające się od jedynki i wśród nich mamy grupy izomorficznych ciągów. Po pierwsze dwa ciągi mogą być izomorficzne tylko wtedy, gdy mają takie same liczby identycznych kolumn, czyli jak gdyby „powstają” z tego samego podziału liczby kolumn (warunek konieczny niewystarczający), np. 6=2+2+1+1 i ciągi \(\displaystyle{ 112234 \sim 122336}\).
    Po drugie, skoro każda sekwencja zaczyna się od "1", to wydaje mi się, że wszystkie kopie danej sekwencji powstaną z podstawienia "1" za jakąś inną liczbę tej sekwencji, np. powyższy izomorfizm powstał z podstawienia \(\displaystyle{ 3 \mapsto 1}\) i permutacji wierszy 1432 (bo zauważmy, że jeśli chcemy zamienić 3 na 1, to mamy do wyboru permutacje 1423,1432,4123,4132).
To daje możliwość generowania małej liczby rozkładów i odrzucania tych izomorficznych. Jeszcze trzeba popracować nad tym, żeby stworzyć algorytm generujący następny (oczywiście nieizomorficzny) rozkład na podstawie danego rozkładu.-- 14 lut 2014, o 12:03 --
arek1357 pisze:No tak ale załóżmy że:

\(\displaystyle{ k \ge {w \choose a}}\)

to ilość kombinacji powinno być:


\(\displaystyle{ P(k, {w \choose a})+ P(k, {w \choose a}-1) +...+ P(k, 1)}\)

Ta ilość powinna być oporna na kombinację wierszową i kolumnową,
gdzie P to jak wiadomo rozkład liczby na sumy nierosnące
Według mnie tu nie chodzi o \(\displaystyle{ k \ge {w \choose a}}\) ale o to, że \(\displaystyle{ a=1 \vee a=w-1}\). I wtedy dla każdego podziału \(\displaystyle{ k}\) będzie tylko jeden rozkład, nie wiem co prawda jak to udowodnić, ale to nieważne w tej chwili.

Bo zobacz, w przypadku gdy \(\displaystyle{ k = {w \choose a}}\) wcale tak być nie musi, zob. powyższe rozkłady dla \(\displaystyle{ k=6,\ {w \choose a}= {4 \choose 2}=6}\). Na przykład dla podziału \(\displaystyle{ 6=5+1}\) mamy dwa rozkłady: nr 2 i nr 3…
Awatar użytkownika
arek1357
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 5746
Rejestracja: 6 gru 2006, o 09:18
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: blisko
Podziękował: 130 razy
Pomógł: 526 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: arek1357 »

Mi wyszło dla:

\(\displaystyle{ k> {w \choose a}}\)

\(\displaystyle{ P(1)+P(2)+...+P(k, {w \choose a})}\)

a dla:

\(\displaystyle{ k \le {w \choose a}}\)

\(\displaystyle{ P(1)+P(2)+...+P(k,k)}\)

i sprawdzam dla niedużych i hula to

dla przykładu który opisałeś wyszło mi 11 niezależnych rozkładów

oczywiście:

\(\displaystyle{ 6=5+1}\)

\(\displaystyle{ 6=4+2}\)

\(\displaystyle{ 6=3+3}\)

dla podwójnego będzie trzy niezależne rozkłady!

Czyli po dwie niezależne klasy abstrakcji

Ale może być również:

\(\displaystyle{ 3}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 3}\) niezależne rozkłady

\(\displaystyle{ 4}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 2}\) niezależne rozkłady

\(\displaystyle{ 5}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 1}\) niezależny rozkład

\(\displaystyle{ 6}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 1}\) niezależny rozkład

\(\displaystyle{ 1}\) klasa abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 1}\) niezależny rozkład

co razem daje 11 rozkładów...
Ostatnio zmieniony 14 lut 2014, o 14:19 przez arek1357, łącznie zmieniany 3 razy.
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

No ale to za mało, powinno być 32. Spójrz na nie 343812.htm#p5139741

Ja z kolei zauważyłem coś ciekawego, związek liczby składników podziału kolumn na klasy z tym, jakie te kolumny mogą być, ale potem napiszę o tym.

-- 14 lut 2014, o 14:09 --
arek1357 pisze:
\(\displaystyle{ 6=5+1}\)

\(\displaystyle{ 6=4+2}\)

\(\displaystyle{ 6=3+3}\)

dla podwójnego będzie trzy niezależne rozkłady!
Zauważ, że są 2 rozkłady dla 5+1, 2 rozkłady dla 4+2 i 2 rozkłady dla 3+3.

-- 14 lut 2014, o 15:10 --
arek1357 pisze: Ale może być również:

\(\displaystyle{ 3}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 3}\) niezależne rozkłady

\(\displaystyle{ 4}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 2}\) niezależne rozkłady

\(\displaystyle{ 5}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 1}\) niezależny rozkład

\(\displaystyle{ 6}\) klasy abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 1}\) niezależny rozkład

\(\displaystyle{ 1}\) klasa abstrakcji co generuje \(\displaystyle{ 1}\) niezależny rozkład

co razem daje 11 rozkładów...
Niestety, nadal obstaję przy tym że tych rozkładów jest więcej, konkretnie 32, zresztą niezależnie do tego samego wyniku doszła Kamaz robiąc swoje grafy. Rozumiem że twoje klasy abstrakcji to składniki podziału liczby kolumn tak?

Więc te liczby które ty oznaczasz „niezależny rozkład” to nie rozkład tylko podział liczby kolumn na składniki. Ale w ramach jednego podziału jest więcej niż jeden rozkład krzyżyków. Na przykład podziały na 3 składniki są takie: 6=4+1+1=3+2+1=2+2+2. Ale to nie znaczy że każdy z tych podziałów generuje jeden rozkład — przeciwnie, pierwszy generuje 4, drugi 5, trzeci 3, czyli 12 rozkładów. Są to rozkłady o numerach 6–9, 12–16, 21–23. Są one rozpisane tu 343812.htm#p5139741-- 18 lut 2014, o 13:13 --Jeszcze dorzucę może trywialne spostrzeżenie ale jednak. Otóż każdą kombinację kolumnową możemy przekształcić na "1", więc w szczególności możemy tego dokonać na kombinacji powtarzającej się w ramach danego rozkładu najwięcej razy, czyli tej najdłuższej, np. zamiast 112666 możemy mieć 111266. Przy tworzeniu nowych rozkładów mając dany podział liczby kolumn sprowadza się to po prostu do przypisania "1" największemu składnikowi tego podziału. W ten sposób jeszcze bardziej zawęża się zbiór tworzonych rozkładów.

A co do tego:
vpprof pisze:związek liczby składników podziału kolumn na klasy z tym, jakie te kolumny mogą być
chodziło o to, że na przykładzie tych 32 rozkładów zauważyłem, że mając podział kolumn na 1 składnik możemy użyć tylko kombinacji "1" (oczywiste), na 2 składniki — tylko "2" i "6" (więc mamy tylko sekwencje 111112, 111116, 111122, 111166), na 3 składniki — wszystkich kombinacji, ale tu już się to komplikuje, bo np. te rozkłady są nieizomorficzne:
111223
111224
111225
111226
ale te już są izomorficzne:
111266
111366
111466
111566
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

Porobiłem trochę rozkładów na mniejszych wartościach i ewidentne jest, że jeden podział liczby kolumn nie generuje tylko jednego rozkładu, nawet jeśli tych kolumn jest tak mało jak 2. Załóżmy \(\displaystyle{ k=2,\ w=4,\ a=2}\).

Mamy podział 2=2 i tu zawsze jest tylko jeden rozkład, oczywiście o sekwencji "11", czyli:
x x
x x
– –
– –
oraz podział 2=1+1 i tu jak byk stoją dwa nieizomorficzne rozkłady i nie ma sposobu, żeby z jednego dostać drugi!
12(=13=14=15)
x x
x –
– x
– –
oraz
16
x –
x –
– x
– x

A poza tym to nieprawda co wcześniej napisałem, że znaczenie ma tylko liczba składników podziału — bo oczywiście przy np. 6=2+2+2 mamy mniej rozkładów niż przy 6=3+2+1 (bo w pierwszym przypadku kolumny mogą się „wymieniać” a w drugim nie).
Awatar użytkownika
arek1357
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 5746
Rejestracja: 6 gru 2006, o 09:18
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: blisko
Podziękował: 130 razy
Pomógł: 526 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: arek1357 »

Dochodzi tu jeszcze jedna sprawa mianowicie węzły jeśli weźmiemy dwie kolumny rozkładu
a krzyżyków to ważne jest ile mają wspólnych wierszy tzn. węzłów.
I teraz tyle będzie różnych rozkładów ile będzie różnych węzłów ,permutacje poziome nie zmieniają
ilości węzłów węzły są niezmiennicze!
I liczenie ile jest węzłów jest dość kłopotliwe chyba.
Awatar użytkownika
vpprof
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 492
Rejestracja: 11 paź 2012, o 11:20
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 64 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: vpprof »

Chyba o czymś podobnym myślałem. Tyle że nazywam to „polami”, np. jeśli chcielibyśmy budować każdy rozkład zaczynając od jednej kolumny i dodając następne (i na każdym kroku pytając się spośród ilu różnych kolumn możemy tę kolumnę do dodania wybrać), to tworzą się takie pola o różnej wielkości, np. poniżej każde pole jest oznaczone innym kolorem:

x x x x
x x x x
x x x x

x x x -
x x x -

- - - x
- - - x


I teraz jeśli chcę dodać piątą kolumnę z pięcioma krzyżykami to muszę te krzyżyki jakoś rozlokować w tych polach, czyli mam tyle możliwości ile jest rozwiązań r-nia:
\(\displaystyle{ \begin{cases}
r+g+b=5 \\
r \in [1;3] \\
g \in [1;2] \\
b \in [1;2]
\end{cases}}\)


O to ci chodziło?
Awatar użytkownika
arek1357
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 5746
Rejestracja: 6 gru 2006, o 09:18
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: blisko
Podziękował: 130 razy
Pomógł: 526 razy

Rozmieszczanie krzyżyków w tabelce

Post autor: arek1357 »

No ja powiem tak żeby była pełna jasność.
Najpierw odrzucam identyczne kolumny bo są niepotrzebne biorę kolumny różne między sobą!
i oznaczam ilość węzłów między dwiema kolumnami np pierwszą i drugą np:

\(\displaystyle{ a_{1,2}=3}\) trzy węzły czyli trzy krzyżyki w obu kolumnach w tym samym wierszu

można przyjąć, że: \(\displaystyle{ a_{i,i}=a}\) , oraz: \(\displaystyle{ a_{i,j}=a_{j,i}}\).

Oczywiście ponieważ kolumny są różne ilość węzłów
musi być mniejsza niż a.
I teraz łatwo zaobserwować, że permutacja kolumn nie zmienia ilości węzłów między dowolnymi kolumnami. Widać że tyle ile jest różnych rozkładów węzłów tyle będzie niezależnych układów macierzy.

Czyli permutacja pozioma nie zmienia wielkości(szerokości klas abstrakcji) równych między sobą kolumn,
oraz nie zmienia układu węzłów między kolumnami.

\(\displaystyle{ a_{i,j}}\) (ilości węzłów)
jak widać tworzą macierz kwadratową symetryczną na przekątnej głównej są \(\displaystyle{ a}\)

-- 24 marca 2014, 14:24 --

x -
x x
x x
- x

np w tym przypadku:
dwie kolumny , cztery wiersze i dwa węzły.

macierz:

\(\displaystyle{ a_{1,2}=a_{2,1}=2}\)

\(\displaystyle{ a_{1,1}=a_{2,2}=3}\)



Niestety układy węzłów nie są niezależne do końca ilość węzłów między np. trzecią i czwartą kolumną
może implikować ilość węzłów między pierwszą a czwartą kolumną itd...

-- 25 marca 2014, 14:53 --

Zauważyłem jeszcze , że zachodzi tu z tymi węzłami tw. Sylwestra.
Węzły mogą być szerokie na dwie, trzy, cztery , itd kolumny,
dodając i odejmując na przemian otrzymamy ilość zajętych wierszy w całej macierzy.

-- 25 marca 2014, 16:30 --

węzły mogą być szerokie na:

\(\displaystyle{ 1,2,3,...,k-1}\)
czyli w jednym wierszu jest możliwych węzłów:

\(\displaystyle{ k-1}\) o długości \(\displaystyle{ 1}\)

\(\displaystyle{ k-2}\) o długości \(\displaystyle{ 2}\)

.............................................

\(\displaystyle{ 1}\) o długości \(\displaystyle{ k-1}\)

Czyli węzłów przypadających na jeden wiersz jest możliwych:

\(\displaystyle{ \frac{k(k-1)}{2}}\)

Oczywiście wszystkie możliwości nie zostaną wykorzystane nigdy i dlatego nie będzie aż tak różowo-- 25 marca 2014, 16:42 --A z tym tw. Sylwestra będzie tak:

\(\displaystyle{ L=ak- \sum_{}^{} a(1) + \sum_{}^{}a(2)-...+a(k-1)}\)

gdzie:

\(\displaystyle{ a(i)}\) węzły o długości \(\displaystyle{ i}\)

\(\displaystyle{ L}\) - ilość zajętych wszystkich wierszy w macierzy.
ODPOWIEDZ