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构型


“构型”一词有时用于描述点的有限集合 p=(p_1,...,p_n)p_i in R^d,其中 R^d 是一个 欧几里得空间

术语“构型”也用于描述具有以下性质的有限关联结构 (v_r,b_k) (Gropp 1992)。

1. 有 v 个点和 b 条线。

2. 每条线上有 k 个点,每个点穿过 r 条线。

3. 两条不同的线最多 相交 一次,并且两个不同的点最多由一条线连接一次。

条件

 vr=bk
 v>=r(k-1)+1

是构型存在的 必要 条件。对于 k=3,这些条件也是 充分 的,而对于 k=4,情况可能也是如此 (Gropp 1992)。必要条件成立,但不存在 22_5。对于 k=6 和 7,上述条件不是 充分 的,如阶数为 6 的仿射射影平面所示 (36_7, 42_6) 和射影平面 (43_7,43_7)

构型是最古老的组合结构之一,由 T. Reye 于 1876 年定义。一个 r-正则图 可以被视为一个构型 (v_r,b_2),通过将节点与点关联,并将边与线关联。

一个对称构型 n_k=(n_k,n_k)n 条线和 n 个点组成,排列方式使得 k 条线穿过每个点,并且每条线上有 k 个点。所有对称 n_3 构型对于 n<=18 都是已知的 (Betten et al. 2000)。7_3, 8_3, 9_3, ... 构型的数量分别为 1, 1, 3, 10, 31, 229, 2036, 21399, 245342, ...,纠正了 von Sterneck 对于 12_3 的错误 (OEIS A001403; Sterneck 1894, 1895; Wells 1991, p. 72; Colbourn and Dinitz 1996; Gropp 1997; Hilbert and Cohn-Vossen 1999)。

FanoPlane

法诺平面,其中中心点对应于 无穷远点,是唯一的 7_3 构型。它可以在阶数为 2 的 伽罗瓦域 GF(2) 上实现,但不能在实数或有理数上实现 (Gropp 1997)。不存在使用所有有限距离点的 7_3 构型 (Wells 1986, p. 75)。

Moebius-KantorConfiguration

不存在使用所有有限距离点的 8_3 构型 (Wells 1986, p. 75),但存在一个具有 无穷远点 的构型 (Kantor 1891)。这被称为 莫比乌斯-康托尔构型 (Pisanski 和 Randić 2000)。

Configurations9-3

Kantor (1891) 表明存在三个 9_3 构型,其中 帕普斯构型(左图)是其中之一 (Coxeter 1950; Wells 1986, p. 75)。另外两个由嵌入的 等边三角形 组成 (Wells 1991, pp. 159-160)。

DesarguesConfiguration

Kantor (1881) 证明恰好存在 10 个 10_3 构型,其中 德扎格构型(如上图所示)是其中之一。然而,虽然在论文中没有明确评论,但 Kantor 的 (10_3)_4 包含一条由两个方向略有不同的线段组成的线。Schroeter (1889) 随后证明,这些构型中恰好有一个不能在实平面或有理平面中绘制 (Gropp 1997)。

存在 31 个 11_3 构型 (Gropp 1997),由 Martinetti (1887) 使用递归构造方法构建,随后由 Daublebsky von Sterneck (1895) 在平面上实现,尽管所有构型都可实现的证明直到 Sturmfels 和 White (1990) 的工作才出现。Page 和 Dorwart (1984) 讨论了 31 个 11_3 构型 (Wells 1991, p. 63)。

存在 229 个 12_3 构型,其中 228 个已由 Daublebsky von Sterneck (1895) 发现,直到 Gropp (1991) 的工作才找到缺失的一个。12_3 构型之一有时被称为 考克斯特构型,尽管根据其 Levi 图(即 瑙鲁图)将其称为 瑙鲁构型 可能更好。Crapo et al. (1988) 的附录中出现了所有 11_312_3 构型的实现坐标。

考克斯特构型 是一个 28_3 构型,其 Levi 图福斯特图 F_(056)C

CremonaRichmondConfig

克雷莫纳-里士满构型(如上图所示)是 245342 个 15_3 构型之一。

存在一个称为 考克斯构型(2^(d-1))_d 构型。

下表总结了一些命名构型的 Levi 图


另请参阅

考克斯构型, 考克斯特构型, 克雷莫纳-里士满构型, 丹泽尔构型, 德扎格构型, 德斯米克构型, 双六, 等边三角形, 欧几里得空间, 法诺平面, 框架, 图条, 格林鲍姆-里格比构型, Levi 图, 莫比乌斯-康托尔构型, 果园种植问题, 普通线图, 定向拟阵, 帕普斯六边形定理, 射影平面, 正则图, 雷耶构型, 刚性图, 张拉整体, 超立方体

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参考文献

Betten, A; Brinkmann, G.; 和 Pisanski, T "Counting Symmetric Configurations v_3." Disc. Appl. Math. 99, 331-338, 2000.Bokowski, J. 和 Sturmfels, B. Computational Synthetic Geometry. Berlin: Springer-Verlag, p. 41, 1988.Colbourn, C. J. 和 Dinitz, J. H. (Eds.). CRC Handbook of Combinatorial Designs. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 255, 1996.Coxeter, H. S. M. "Self-Dual Configurations and Regular Graphs." Bull. Amer. Math. Soc. 56, 413-455, 1950.Crapo, H.; Havel, T.; Sturmfels, B.; Whiteley, W.; 和 White, N. "Symbolic Computations in Geometry." IMA Preprint No. 389. University of Minnesota, 1988.Daublebsky von Sterneck, R. "Die Configuration 11_3." Monatshefte f. Math. Phys. 5, 325-331, 1894.Daublebsky von Sterneck, R. "Die Configurationen 12_3." Monatshefte f. Math. Phys. 6, 223-255, 1895.Gropp, H. "Configurations and the Tutte Conjecture." Ars. Combin. A 29, 171-177, 1990a.Gropp, H. "On the History of Configurations." Conference San Sebastien (Spain). Sept. 1990b.Gropp, H. "Configurations and Steiner systems S(2,4,25) II--Trojan Configurations n_3." In Combinatorics '88, Research and Lecture Notes in Mathematics (Ed. A. Barlotti et al. ) Rende, Italy: Mediterranean Press, pp. 425-435, 1991.Gropp, H. "Enumeration of Regular Graphs 100 Years Ago." Discrete Math. 101, 73-85, 1992.Gropp, H. "Non-Symmetric Configurations with Deficiencies 1 and 2." Combinatorics '90. Recent Trends and Applications. Proceedings of the International Conference Held in Gaeta, May 20-27, 1990 (Ed. A. Barlotti, A. Bichera, P. V. Ceccherini, 和 G. Tallini). Amsterdam, Netherlands: North-Holland, pp. 227-239, 1992.Gropp, H. "Configurations and Their Realization." Discr. Math. 174, 137-151, 1997.Grünbaum, B. Configurations of Points and Lines. Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2009.Hilbert, D. 和 Cohn-Vossen, S. Geometry and the Imagination. New York: Chelsea, 1999.Kantor, S. "Die Configurationen (3,3)_10." Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien Math.-Natur. Kl, 84, 1291-1314, 1881.Martinetti, V. "Sulle configurazioni piane mu_3." Ann. Mat. Pura Appl. 15, 1-26, 1887.Page, W. 和 Dorwart, H. L. "Numerical Patterns and Geometrical Configurations." Math. Mag. 57, 82-92, 1984.Pisanski, T. 和 Randić, M. "Bridges between Geometry and Graph Theory." In Geometry at Work: A Collection of Papers Showing Applications of Geometry (Ed. C. A. Gorini). Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. 174-194, 2000.Schroeter, H. "Üner die Bildungsweise und geometrische Konstruction der Konfigurationen 10_3.. Nachr. Ges. Wiss. Göttingen, 193-236, 1889.Sloane, N. J. A. Sequence A001403 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Sturmfels, B. 和 White, N. "All 11_3 and 12_3 Configurations are Rational." Aeq. Math. 39, 254-260, 1990.Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Numbers. Middlesex, England: Penguin Books, p. 75, 1986.Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, pp. 63 和 159-160, 1991.

请引用为

Weisstein, Eric W. “构型。” 来自 MathWorld--一个 Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Configuration.html

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