■可能なタイル貼り・不可能なタイル貼り(その7)

 □を三角形状に積み上げて次数nの三角文様を作る.

 次数 1  2    3      4        5

    □  □    □      □        □

      □ □  □ □    □ □      □ □

          □ □ □  □ □ □    □ □ □

                □ □ □ □  □ □ □ □

                        □ □ □ □ □

(問)n次の三角文様を3点棒□□□で覆いつくすことができるか?

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(A)ます,3角形の点の数n(n+1)/2が3の倍数でなければならないから,

  n=0または2  (mod3)

 三角文様の3k行に0,3k+1行に1,3k+2行に2をラベルする.このタイルには3通りの異なる向きがあるが,どのように置いても,タイル上の数の和は3の倍数となる.一方,三角文様上の数の和は,mod3で考えると,nに関して周期的で,周期は9である.

  0,2,2,2,1,1,1,0

したがって,

  n=0または1または8  (mod3)

、検討すべきなのは

  n=0または8  (mod9)

であるが,n=8  (mod9)の場合が可能ならば,n=0  (mod9)の場合も可能なので,

  n=8

の場合が可能かどうかの帰着される.

 ところが,n=8の場合は不可能で,あらゆるnに対してタイル貼り不可能であることが示される.

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(問)n次の三角文様を3点三角形

  □

 □ □で覆いつくすことができるか?

(答)n=0または2,9,11  (mod12)

であることが必要十分条件である.

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