■剰余系と整数生成定規(その46)

[Q]目盛りのついていないマスで,1からnまですべてはかれるようにするにはどうしたらいいか?

 n=41が可能な集合として,

  t={12,13,16,25,28,29,41}

がある.

 その差分集合は

  d={12,13−12,16−13,25−16,28−25,29−28,41−29}

={12,1,3,9,3,1,12}

={1,1,3,3,9,12,12}

であるが,どのような原理になっているのだろうか?

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  t1≦t2≦t3とすると,一般に,

[1]t1≦t2≦t3≦t1+t2≦t1+t3≦t2+t3≦t1+t2+t3

[2]t1≦t2≦t1+t2≦t3≦t1+t3≦t2+t3≦t1+t2+t3

が成り立つ.

 差分集合はそれぞれ

[1]{t1,t2−t1,t3−t2,t1+t2−t3,t3−t1,t2−t1,t1}

[2]{t1,t2−t1,t1,t3−t2−t1,t1,t2−t1,t1}

である.

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[1]の場合

  d1=t1,d2=t2−t1,d3=t3−t2,d4=t1+t2−t3=d1−d3

とするとd1,d2,d3は2回,d4は1回現れ,同時に0にはならない.

  w1,w2,w3={0,1,2},w4={0,1}

  U(w1,w2,w3,w4)=w1d1+w2d2+w3d3+w4d4

は3・3・3・2−1=53通りあるか,1次独立ではない.

  w1d1+w2d2+w3d3+w4(d1−d3)

=(w1+w4)d1+w2d2+(w3−w4)d3

において,w4=1の場合を考えると

  U(w1,w2,w3,w4)=U(w1+1,w2,w3−1,1)

より,値が等しくなるのが,2・3・2・1=12通りあることになる.

 したがって,53−12=41まですべてはかれるようにすることができる.

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[2]の場合

  d1=t1,d2=t2−t1,d3=t3−t2−t1

とするとd1は4回,d2は2回現れ,d3は1回現れ,同時に0にはならない.

  w1={0,1,2,3,4},w2={0,1,2},w3=(0,1}

  w1d1+w2d2+w3d3

は5・3・2−1=29通りあり,29まですべてはかれるようにすることができる.

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