■ポリオミノの問題(その2)

(Q)ペントミノで長方形を敷き詰めることができるものは何種類あるか? また,長方形を敷き詰めるのに必要な最小枚数は何枚か?

  □□□□□  □      □    □

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                     □□

   (1)   (2)   (10)  (2)

 ちなみに,長方形を敷き詰めることができるものは

  モノミノ   (1/1)

  ドミノ    (1/1)

  トロミノ   (2/2)

  テトロミノ  (4/5)

  ペントミノ  (4/12)

  ヘキソミノ  (10/35)

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【1】nオミノ問題

(Q)同じ大きさの正方形の辺と辺をつなげたタイルで,正方形をn枚使ったものをnオミノと呼ぶ.nオミノは何種類あるか?

(A)回転や反転で同型になるものは同じと数えると,モノミノ(1),ドミノ(1),トロミノ(2),テトロミノ(5),ペントミノ(12),ヘキソミノ(35),ヘプトミノ(108),オクトミノ(369),ノノミノ(1285),デコミノ(4655)・・・.別に数えると,モノミノ(1),ドミノ(2),トロミノ(6),テトロミノ(19),ペントミノ(63),ヘキソミノ(216),ヘプトミノ(760),オクトミノ(2725),ノノミノ(9910),デコミノ(36446),・・・

 nオミノの種類はnとともに急速に増加する.前者の個数をPn,後者の個数をQnと表すと

n    Pn     Qn     n    Pn     Qn     

1 1 1 10 4655 36446

2 1 2 11 17073 135268

3 2 6 12 63600 505861

4 5 19 13 238591 1903890

5 12 63 14 901971 7204874

6 35 216 15 3426576 27394666

7 108 760 16 13079255 104592937

8 369 2725 17 50107911 400795860

9 1285 9910 18 192622052 1540820542

 nオミノの数Pnを正確に表すnの式はまだ見つかっていない.

  Pn+1/nPn=Cn

とおくと,C1=1,C2=1,C3=.833,C4=.600,C5=.583,C6=.514,C7=.488,C8=.435,C9=.386となる.

 大きなnに対して

  Qn 〜 a^n  (a=3.72〜4.5)

  Pn 〜 Qn/8

という漸近評価が得られている.

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【2】クラーナーの定数(1966年)

 クラーナーは

  Pn 〜 K^n

となる定数Kが存在すること=Pnのn乗根が極限をもつことを示した.現在の下限は3.87565,上限は4.649551である.

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