2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




На страницу Пред.  1 ... 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 ... 67  След.
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение11.07.2013, 15:39 
Аватара пользователя
Jarek
отличные у вас решения.
Мне даже немножко завидно :?
И, конечно, очень-очень интересен ваш алгоритм. Буду ждать окончания конкурса, чтобы узнать этот алгоритм.
Думаю, что он интересен не только мне.

-- Чт июл 11, 2013 16:45:25 --

Nataly-Mak в сообщении #745046 писал(а):
Осталось построить всего один квадрат. Если это удастся, то пандиагональный квадрат 14-го порядка из различных простых чисел будет построен.

Сейчас выброшу из массива числа, составляющие третий квадрат, и попытаюсь построить четвёртый квадрат.

И четвёртый примитивный квадрат 7х7 с индексом 181355 построился!
Не выкладываю этот квадрат, ибо это будет уже полное решение для N=14.
Покажу решение после конкурса.
Конечно, решение моё Jarek улучшил в несколько раз, но всё равно рада, что всё-таки осилила эту задачу. Найти четыре примитивных квадрата порядка 7 с одинаковым индексом и составленных из различных простых чисел раньше мне не удалось.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение11.07.2013, 21:25 
Аватара пользователя
Ещё событие:

Цитата:
4 6.16 Dmitry Ezhov Sterlitamak, Russia 11 Jul 2013 16:08

Лёд тронулся? :wink:

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение12.07.2013, 08:17 
Аватара пользователя
Написала программу построения пандиагонального квадрата 7-го порядка по общей формуле и по шаблону (общую формулу см. выше).

Шаблон выбран такой (из вычетов по модулю 7):

Код:
4 6 3 5 3 5 3
3 5 3 4 6 3 5
6 3 5 3 5 3 4
5 3 4 6 3 5 3
3 5 3 5 3 4 6
3 4 6 3 5 3 5
5 3 5 3 4 6 3

Массив простых чисел под этот шаблон (ровно из 49 чисел):

Код:
3 17 31 59 73 101 157
199 227 241 269 283 311 353
367 409 479 521 563 577 619
11 53 67 109 137 151 179
5 19 47 61 89 103 131
173 229 257 271 313 383 397
13 41 83 97 139 167 223

Массив даёт магическую константу 1401.

Разбиваем весь массив на 4 группы:

Группа 1 – числа вида $7k+3$ (на картинках белые ячейки):

3 17 31 59 73 101 157
199 227 241 269 283 311 353
367 409 479 521 563 577 619

Группа 2 – числа вида $7k+4$ (голубые ячейки):

11 53 67 109 137 151 179

Группа 3 – числа вида $7k+5$ (сиреневые ячейки):

5 19 47 61 89 103 131
173 229 257 271 313 383 397

Группа 3 – числа вида $7k+6$ (розовые ячейки):

13 41 83 97 139 167 223

40 элементов квадрата находятся быстро. Для 40 элементов в программе уже перебираются 23 свободных переменных. Остаётся незадействованным только один свободный элемент - a14.
41-ый элемент вычисляется ещё на этапе с 23 свободными элементами, однако до него программа не добирается - впадает в глубокую задумчивость :D
Вполне возможно, что решения и не существует для данных начальных условий.

На этой картинке вы видите полуфабрикат с 40 элементами.

Изображение

Теперь присваиваю свободному элементу a14 неиспользованное значение 103 из группы 3, которой он принадлежит, и вычисляю вручную все оставшиеся зависимые элементы.
Что из этого получилось, показано на картинке.

Изображение

Как бы там ни было (последние элементы и не простые, и отрицательные, и не принадлежат заданному массиву), а квадрат получился пандиагональный с магической константой 1401.

Дальше такая идея: добавить в каждую группу ещё немножко чисел соответствующего вида.
Будет больше шансов, что квадрат построится.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение12.07.2013, 09:58 
Аватара пользователя
Два Дмитрия встали на лыжи :D

Цитата:
2 7.52 Dmitry Kamenetsky Adelaide, Australia 12 Jul 2013 00:11

4 6.37 Dmitry Ezhov Sterlitamak, Russia 11 Jul 2013 21:09

Желаю хорошей лыжни!

Jarek и сегодня на месте. Неиссякаемый источник новых решений :wink:

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение13.07.2013, 04:54 
Аватара пользователя
Nataly-Mak
А вы можете написать каким методом был построен лучший квадрат для каждого N? А еще был ли этот метод доведен до минимальности или им можно найти лучше решения? Это будет очень полезно, чтобы нам зря не тратить время.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение13.07.2013, 06:25 
Аватара пользователя
dimkadimon
всё уже рассказано здесь.
Ни один из методов не дал лучших решений (кроме алгоритма svb), ибо все решения уже улучшил Jarek.
Для N - простых чисел получены методом Россера регулярные решения, да и то не для всех N минимальные, только для N=7,11. Как уже выяснилось, регулярные решения отнюдь не являюся оптимальными, есть ещё нерегулярные решения, которые лучше.
Метод решёток тоже не дал оптимальных решений.

Хорошо, суммирую все результаты.

N=6 - алгоритм svb
N=7 - регулярное решение, метод Россера
N=8 - мой алгоритм, основанный на алгоритме svb (псевдокомплементарные числа)
N=9 - автор alexBlack, идеальный квадрат, построен по общей формуле
N=10 - автор Pavlovsky, построен по решёткам
N=11 - регулярное решение, получено из квадрата Стенли J. K. Andersen
N=12 - построен по решёткам
N=13 - регулярное решение, получено из квадрата Стенли J. K. Andersen
N=14 - построен по решёткам (уже во время конкурса; см. выше моё сообщение)
N=15,16,18,20 - построены по решёткам
N=17,19 - построены из квадратов Стенли, полученных из арифметических прогрессий Jarek.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение13.07.2013, 12:36 
Аватара пользователя
Вчера сделала эту тему в формате pdf, удобно для чтения (ничего не сокращала, полная копия). Выложила на Яндекс-Диске:
http://yadi.sk/d/02DPJpjh6kJOm

Хотела выложить на Yahoo в дискуссионной группе ссылку, Al зарубил :-)
Говорит, что надо по-английски...
Ну, пусть тогда здесь читают, если хотят :wink:

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение13.07.2013, 13:36 
Аватара пользователя
Nataly-Mak

Спасибо, это то что я хотел. Еще мы знаем:

N=6 - минимальное из всех возможных
N=7 - минимальное из регулярных решений, метод Россера
N=9 - неминимальное из идеальных? Автор alexBlack, построен по общей формуле
N=10 - неминимальное из построеных решётками? автор Pavlovsky.
N=11 - минимальное из регулярных решений, получено из квадрата Стенли J. K. Andersen
N=12 - неминимальное из построеных решётками?

Тут меня больше всего интересуют вопросы про N=9, 10 и 12. Про N=9 я почти уверен что это неминимальное из идеальных, а только одно из наименьших. А вот про N=10 и 12, не знаю.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение13.07.2013, 13:47 
Аватара пользователя
Всё верно вы написали.
Про N=10 (S=3594) автор Pavlovsky писал, что почти уверен: решение не минимальное, но где-то близко.
О своём решении для N=12 (S=8820) могу сказать то же самое: уверена, что оно не минимальное.
Вообще от метода решёток, по-моему, нельзя ждать оптимальных решений, однако получаются довольно хорошие решения, которые уже не в $10^n$ больше оптимальных.
Сравнивайте решения с нижними границами. Jarek привёл чуть выше коэффициенты для N>=8.

С AZ договорились, что я буду переводить важные сообщения в этой теме, а он будет размещать их в дискуссионной группе. Уже появился первый фрагмент. Спешите увидеть! :D
Заранее прошу прощения, если плохой перевод. Переводчиком у меня Google работает :roll:
Буду ещё переводить, ждите следующий фрагмент.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение13.07.2013, 16:19 
Аватара пользователя
Nataly-Mak в сообщении #745651 писал(а):
Про N=10 (S=3594) автор Pavlovsky писал, что почти уверен: решение не минимальное, но где-то близко.


Pavlovsky, a почему вы думаете что это решение близко к минимальному? Ведь магический квадрат этого размера имеет S=2470.

-- 13.07.2013, 22:39 --

dmd в сообщении #744791 писал(а):
Формулы для пан-диагонального квадрата 7х7.


dmd, отличная формула! А как вы ее нашли? Первые 4 строчки я понимаю, а вот дальше не разобрался.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение13.07.2013, 18:46 
Её нашла Вольфраматика командой Reduce. Единственно только - окончательное "красивое" упрощение пришлось вручную доделывать.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение14.07.2013, 06:20 
Аватара пользователя
А как найти минимальное количество независимых элементов для любого N? Какое должно быть распределение этих элементов, ведь наверняка не любое распределение подходит?

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение14.07.2013, 06:44 
Аватара пользователя
dimkadimon
распределение свободных и зависимых переменных будет сделано при решении системы линейных уравнений, описывающих пандиагональный квадрат данного порядка.

Пример

Запишем квадрат 7-го порядка в таком виде (выбор символов для обозначения элементов квадрата совершенно произвольный):

Код:
a1 x1 a2 x2 a3 x3 a4
x4 a5 x5 a6 x6 a7 x7
a8 x8 a9 x9 a10 x10 a11
x11 a12 x12 a13 x13 a14 x14
a15 x15 a16 x16 a17 x17 a18
x18 a19 x19 a20 x20 a21 x21
x22 x23 x24 x25 x26 x27 x28

Теперь запишем все условия магичности и пандиагональности квадрата (S - магическая константа квадрата):

Код:
a1+x1+a2+x2+a3+x3+a4=S
x4+a5+x5+a6+x6+a7+x7=S
a8+x8+a9+x9+a10+x10+a11=S
x11+a12+x12+a13+x13+a14+x14=S
a15+x15+a16+x16+a17+x17+a18=S
x18+a19+x19+a20+x20+a21+x21=S
x22+x23+x24+x25+x26+x27+x28=S
a1+x4+a8+x11+a15+x18+x22=S
x1+a5+x8+a12+x15+a19+x23=S
a2+x5+a9+x12+a16+x19+x24=S
x2+a6+x9+a13+x16+a20+x25=S
a3+x6+a10+x13+a17+x20+x26=S
x3+a7+x10+a14+x17+a21+x27=S
a4+x7+a11+x14+a18+x21+x28=S
a1+a5+a9+a13+a17+a21+x28=S
a4+a7+a10+a13+a16+a19+x22=S
a1+x7+x10+x13+x16+x19+x23=S
x1+x4+a11+a14+a17+a20+x24=S
a2+a5+a8+x14+x17+x20+x25=S
x2+x5+x8+x11+a18+a21+x26=S
a3+a6+a9+a12+a15+x21+x27=S
x3+x6+x9+x12+x15+x18+x28=S
a4+x4+x8+x12+x16+x20+x27=S
x3+x7+a8+a12+a16+a20+x26=S
a3+a7+a11+x11+x15+x19+x25=S
x2+x6+x10+x14+a15+a19+x24=S
a2+a6+a10+a14+a18+x18+x23=S
x1+x5+x9+x13+x17+x21+x22=S

Имеем систему 28 линейных уравнений с 50 неизвестными, если магическую константу S тоже считать неизвестной (заранее не заданной).
Решите эту систему в любом пакете математических программ. Вы получите общую формулу пандиагонального квадрата 7-го порядка типа 24+26 при неизвестной S, или типа 24+25 - при заданной S.
В этой формуле вы сразу увидите, какие переменные свободные, а какие зависимые.
Выше я привела общую формулу пандиагонального квадрата 7-го порядка, полученную решением показанной системы линейных уравнений.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение14.07.2013, 08:06 
Аватара пользователя
Nataly-Mak в сообщении #745788 писал(а):
Вы получите общую формулу пандиагонального квадрата 7-го порядка типа 24+26 при неизвестной S, или типа 24+25 - при заданной S.

Здесь ошибка, написала механически, не подумав :?
Правильно так:
"Вы получите общую формулу пандиагонального квадрата 7-го порядка типа 25+25 при неизвестной S, или типа 24+25 - при заданной S."
Магическая константа S является свободной переменной. Мы можем её задать, тогда она у нас становится фиксированной (неизменяемой) переменной, и свободных переменных будет на одну меньше.

 
 
 
 Re: Дьявольские магические квадраты из простых чисел
Сообщение14.07.2013, 12:28 
Аватара пользователя
Пытаюсь найти общую формулу для 3х3:

а1 а2 х3
а4 х5 х6
х7 х8 х9

а1, а2, и а4 независимые, а остальные нет. Ввожу в WolframAlpha вот эти уравнения:

reduce(x3=S-a1-a2, x7=S-a1-a4, x5=S-x3-x7, x6=S-a4-x5, x8=S-a2-x5, x9=S-a1-x5)

Он не понимает. Если убрать последнее уравнение, то все работает. Кто может помочь?

 
 
 [ Сообщений: 1005 ]  На страницу Пред.  1 ... 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 ... 67  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group