また、設計の一般的なフレームワーク(有限射影平面)について説明し、基本次数の有限射影平面を生成する方法を示しています。いくつかのギャップを埋めたいと思います。
有限射影平面はさまざまな次数に対して生成できますが、主次数の場合は最も簡単p
です。次に、整数を法としてp
、有限フィールドを形成します。このフィールドを使用して、平面内の点と線の座標を記述できます。:3つの異なる点の座標の種類があり(1,x,y)
、(0,1,x)
、および(0,0,1)
、x
とy
の値を取ることができる0
のはp-1
。3種類のポイントはp^2+p+1
、システム内のポイント数の式を説明しています。:我々はまた、座標の同じ3つの異なる種類の行を記述することができ[1,x,y]
、[0,1,x]
および[0,0,1]
。
点と直線がそれらの座標の内積が0 modに等しいかどうかによって発生するかどうかを計算しp
ます。したがって、たとえば、ポイント(1,2,5)
とライン[0,1,1]
はp=7
以降1*0+2*1+5*1 = 7 == 0 mod 7
に発生しますが、ポイント(1,3,3)
とライン[1,2,6]
は以降発生しません1*1+3*2+3*6 = 25 != 0 mod 7
。
カードや画像の言語に変換すると、座標付きのカードには座標(1,2,5)
付きの画像が含まれます[0,1,1]
が、座標付きのカードには座標(1,3,3)
付きの画像が含まれません[1,2,6]
。この手順を使用して、カードとカードに含まれる画像の完全なリストを作成できます。
ちなみに、絵は点、カードは線と考える方が簡単だと思いますが、点と線の間の射影幾何学には二重性があるので、それは重要ではありません。ただし、以下では、写真にはポイントを、カードにはラインを使用します。
同じ構造が任意の有限体で機能します。プライムパワーのq
場合q=p^k
に限り、有限の秩序の場があることはわかっています。GF(p^k)
「ガロア畑」を表す畑と呼ばれています。これらのフィールドは、主な場合ほど簡単に構築することはできません。
幸いなことに、ハードワークはすでに行われており、フリーソフトウェア、つまりSageに実装されています。たとえば、次数4の射影平面設計を取得するには、次のように入力します。
print designs.ProjectiveGeometryDesign(2,1,GF(4,'z'))
次のような出力が得られます
ProjectiveGeometryDesign<points=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20], blocks=[[0, 1, 2, 3, 20], [0,
4, 8, 12, 16], [0, 5, 10, 15, 19], [0, 6, 11, 13, 17], [0, 7, 9, 14,
18], [1, 4, 11, 14, 19], [1, 5, 9, 13, 16], [1, 6, 8, 15, 18], [1, 7,
10, 12, 17], [2, 4, 9, 15, 17], [2, 5, 11, 12, 18], [2, 6, 10, 14, 16],
[2, 7, 8, 13, 19], [3, 4, 10, 13, 18], [3, 5, 8, 14, 17], [3, 6, 9, 12,
19], [3, 7, 11, 15, 16], [4, 5, 6, 7, 20], [8, 9, 10, 11, 20], [12, 13,
14, 15, 20], [16, 17, 18, 19, 20]]>
上記を次のように解釈します。0から20までのラベルが付いた21の画像があります。各ブロック(射影ジオメトリの線)は、カードに表示される画像を示します。たとえば、最初のカードには写真0、1、2、3、20があります。2枚目のカードには写真0、4、8、12、16があります。等々。
次数7のシステムは、
print designs.ProjectiveGeometryDesign(2,1,GF(7))
出力を生成する
ProjectiveGeometryDesign<points=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28,
29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46,
47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56], blocks=[[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,
56], [0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49], [0, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 50], [0,
9, 18, 27, 29, 38, 47, 51], [0, 10, 20, 23, 33, 36, 46, 52], [0, 11, 15,
26, 30, 41, 45, 53], [0, 12, 17, 22, 34, 39, 44, 54], [0, 13, 19, 25,
31, 37, 43, 55], [1, 7, 20, 26, 32, 38, 44, 55], [1, 8, 15, 22, 29, 36,
43, 49], [1, 9, 17, 25, 33, 41, 42, 50], [1, 10, 19, 21, 30, 39, 48,
51], [1, 11, 14, 24, 34, 37, 47, 52], [1, 12, 16, 27, 31, 35, 46, 53],
[1, 13, 18, 23, 28, 40, 45, 54], [2, 7, 19, 24, 29, 41, 46, 54], [2, 8,
14, 27, 33, 39, 45, 55], [2, 9, 16, 23, 30, 37, 44, 49], [2, 10, 18, 26,
34, 35, 43, 50], [2, 11, 20, 22, 31, 40, 42, 51], [2, 12, 15, 25, 28,
38, 48, 52], [2, 13, 17, 21, 32, 36, 47, 53], [3, 7, 18, 22, 33, 37, 48,
53], [3, 8, 20, 25, 30, 35, 47, 54], [3, 9, 15, 21, 34, 40, 46, 55], [3,
10, 17, 24, 31, 38, 45, 49], [3, 11, 19, 27, 28, 36, 44, 50], [3, 12,
14, 23, 32, 41, 43, 51], [3, 13, 16, 26, 29, 39, 42, 52], [4, 7, 17, 27,
30, 40, 43, 52], [4, 8, 19, 23, 34, 38, 42, 53], [4, 9, 14, 26, 31, 36,
48, 54], [4, 10, 16, 22, 28, 41, 47, 55], [4, 11, 18, 25, 32, 39, 46,
49], [4, 12, 20, 21, 29, 37, 45, 50], [4, 13, 15, 24, 33, 35, 44, 51],
[5, 7, 16, 25, 34, 36, 45, 51], [5, 8, 18, 21, 31, 41, 44, 52], [5, 9,
20, 24, 28, 39, 43, 53], [5, 10, 15, 27, 32, 37, 42, 54], [5, 11, 17,
23, 29, 35, 48, 55], [5, 12, 19, 26, 33, 40, 47, 49], [5, 13, 14, 22,
30, 38, 46, 50], [6, 7, 15, 23, 31, 39, 47, 50], [6, 8, 17, 26, 28, 37,
46, 51], [6, 9, 19, 22, 32, 35, 45, 52], [6, 10, 14, 25, 29, 40, 44,
53], [6, 11, 16, 21, 33, 38, 43, 54], [6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 55],
[6, 13, 20, 27, 34, 41, 48, 49], [7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 56], [14, 15,
16, 17, 18, 19, 20, 56], [21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 56], [28, 29, 30,
31, 32, 33, 34, 56], [35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 56], [42, 43, 44, 45,
46, 47, 48, 56], [49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56]]>