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#しきつめ2020
『しきつめ模様の数え方』
みんなで数えてみよう!
荒木 義明
日本テセレーションデザイン協会
www.tessellation.jp
おにいさんと
いっしょ
#しきつめ2020
自己紹介
荒木 義明 (あらき よしあき)
日本 テセレーション デザイン 協会代表
・しきつめ模様(テセレーション)の数理を
研究、表現、啓蒙するNPO
・1998年のエッシャー会議@ローマ参加
した日本人2名のうちの一人
#しきつめ2020
#しきつめ2020
正偶数角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形でしきつめられるかな?
#しきつめ2020
正偶数角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形でしきつめられるかな?
Ambo
#しきつめ2020
正偶数角形とは
● 偶数個の頂点
● 全ての辺の長さが等しい
● 全ての内角が等しい
多角形
正偶数角形をひし形でしきつめてみよう
#しきつめ2020
ひし形とは
● 4個の頂点
● 全ての辺の長さが等しい
多角形
正偶数角形をひし形でしきつめてみよう
#しきつめ2020
正方形をひし形でしきつめてみよう
同じ長さのひし形で何通りの しきつめ方があるかわかるかな?
④ ①
③ ②
#しきつめ2020
正方形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で何通りに しきつめ方があるかわかるかな?
④ ①
③ ②
#しきつめ2020
正6角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で何通りの しきつめ方があるかわかるかな?
⑤ ①
③
②④
⑥
#しきつめ2020
正6角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で何通りの しきつめ方があるかわかるかな?
2通りだね
#しきつめ2020
正8角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で何通りの しきつめ方があるかわかるかな?
⑦ ①
③
②
④
⑧
⑤
⑥
#しきつめ2020
正8角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で何通りの しきつめ方があるかわかるかな?
このとおり8通りあります
#しきつめ2020❶
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❸
❹
④
③
②
①
正2n角形のひし形しきつめの数え方の秘訣
同じ辺長のひし形で何通りの しきつめ方の考え方
● しきつめた菱形の並びに沿う
と正偶数角形の平行な2辺を結
ぶ線がn本引ける
● これらの線は互いに一回だけ
全部でタイル数分混じり合う
● タイルの数は n(n-1)/2 枚
[2016] Hugh Denoncort, et.al, On the number of
commutation classes of the longest element in the
symmetric group, Open Problems in Mathematics, Vol 4.
#しきつめ2020❶
❷
❸
❹
④
③
②
①
❶ ❷ ❸ ❹
④ ③ ② ①
正2n角形のひし形しきつめの数え方
= 順列反転の最小横棒「あみだくじ」の数え方
● 番号が必ず逆転
● 横棒は最小の数だけ = n(n-1)/2
● 横棒は隣とだけ結べること
#しきつめ2020
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❶
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③
②
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④ ③ ② ①
● 番号が必ず逆転
● 横棒は最小の数だけ = n(n-1)/2
● 横棒は隣とだけ結べること
正2n角形のひし形しきつめの数え方
= 順列反転の最小横棒「あみだくじ」の数え方
#しきつめ2020
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④ ③ ② ①
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③
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正2n角形のひし形しきつめの数え方
= 順列反転の最小横棒「あみだくじ」の数え方
● 番号が必ず逆転
● 横棒は最小の数だけ = n(n-1)/2
● 横棒は隣とだけ結べること
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④ ③ ② ①
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正2n角形のひし形しきつめの数え方
= 順列反転の最小横棒「あみだくじ」の数え方
❷
#しきつめ2020
④ ③ ② ①
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正2n角形のひし形しきつめの数え方
= 順列反転の最小横棒「あみだくじ」の数え方
❶ ❷ ❸ ❹
#しきつめ2020
正10角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
⑦
①
③
②
④
⑨
⑤
⑥
⑧
⑩
#しきつめ2020
正10角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
はい、出ました!62通り
#しきつめ2020
正12角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
⑦
①
③
②
④
⑪
⑤
⑥
⑧
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⑨
⑫
908通り
#しきつめ2020
正14角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
⑧
①
③
②
④
⑬
⑤
⑥
⑨
⑫
⑪
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2万4698通り⑦
⑩
#しきつめ2020
正28角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
46垓7565京1520兆5585億7153万7540通り
計算時間: 45
秒
[2014] 田中 勇真, あみだくじ数え上げ問題に対する高
速解法, オペレーションズ・リサーチ
㉘
#しきつめ2020
正30角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
14𥝱1638垓899京5580兆222億1878万6390通り
計算時間: 30
分
[2014] 田中 勇真, あみだくじ数え上げ問題に対する高
速解法, オペレーションズ・リサーチ
㉚
#しきつめ2020
正32角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
計算時間:??時間
㉜
45秒
30分
#しきつめ2020
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??,????,????,????,????,????,????,????
14,1638,0899,5580,0222,1878,6390
46,7565,1520,5585,7153,7540
275,2596,9593,0638,9652
2894,7106,5137,0536
5,4491,9238,9984
184,1058,1880
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14
12
10
8
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一万億兆京垓𥝱穣
あれから、3年がたった
正偶数角形をひし形でしきつめてみよう
同じ辺長のひし形で しきつめ方が何通りかコンピュータで計算するよ!
[2014] 田中 勇真, あみだくじ数え上げ問題に対する高速解法,
オペレーションズ・リサーチ
#しきつめ2020
『しきつめ模様の数え方』
みんなで数えてみよう!
元の問題に
戻って!!
#しきつめ2020
『しきつめ模様の数え方』
みんなで数えてみよう!
⑦
①
③
②
④
⑪
⑤
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⑨
⑫
908通り????通り
#しきつめ2020
正6角形にひし形でしきつめ模様をつくろう
半分の辺長のひし形しきつめで回転鏡映により写り合わない模様はいくつ?
2通り
1通り
6通り
20通り
回転鏡映の
重複省く
回転鏡映の
重複省く
半分の辺長
のひし形で
しきつめ
#しきつめ2020
正12角形にひし形でしきつめ模様をつくろう
半分の辺長のひし形しきつめで回転鏡映により写り合わない模様はいくつ?
908通り
回転鏡映の
重複省く
???通り
???通り
半分の辺長
のひし形で
しきつめ
#しきつめ2020
1011
#しきつめ2020
#しきつめ2020
正12角形にひし形でしきつめ模様をつくろう
半分の辺長のひし形しきつめで回転鏡映により写り合わない模様はいくつ?
908通り
[2005] M. Widom, et. al, Random tilings of high symmetry: II. Boundary
conditions and numerical studies, J. Stat. Phys. 120, pp837-73.
3276億7404万7931通り
半分の辺長
のひし形で
しきつめ
???通り
回転鏡映の
重複省く
136億5308万5330通り <
#しきつめ2020
みんなでチャレンジ!! しきつめ模様の数え上げ問題
正12角形を半分の辺長のひし形で敷詰めてできる模様の数を求めよ
ただし回転や鏡映で写り合う模様の重複は除きます
136億通り以上約数百億通りあります→1の位まで正確に
#しきつめ2020https://goo.gl/T0qloS
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[2016 10-05]しきつめ模様の数え方 #しきつめ2020

Editor's Notes

  1. つぎは正8角形のとき、
  2. つぎは正10角形のとき、おにいさんはもう指がたりないので、パソコンを使ってかぞえまーす
  3. つぎは正8角形のとき、
  4. つぎは正8角形のとき、
  5. http://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2015/07/22/how-many-stars-in-the-milky-way/ The most common answer seems to be that there are 100 billion stars in the Milky Way on the low-end and 400 billion on the high end. But I’ve seen even higher numbers thrown around.
  6. つぎは正8角形のとき、