Н. Макарова

 

ГРУППЫ MOLS 20-го и 21-го ПОРЯДКА

 

В предыдущих статьях данного цикла мне удалось построить все группы MOLS чётных порядков до порядка 18 включительно (с помощью участников форума http://dxdy.ru/topic12959.html ). Используя данные на форуме подсказки, пытаюсь продвигаться дальше по той же самой книге “Handbook of Combinatorial Designs”[Глава 3. Mutually Orthogonal Latin Squares (MOLS)]. Для группы MOLS 20-го порядка использую также статью “Four Mutually Orthogonal Latin Squares of order 20” (D. T. Todorov).

 

Прежде всего отмечу, что для рассматриваемых здесь порядков 20 и 21 работает метод составных квадратов. В одной из статей данного цикла показано построение методом составных квадратов группы MOLS 20-го порядка, состоящей из трёх латинских квадратов. В этой группе два латинских квадрата диагональные, что даёт возможность сразу строить магические квадраты из данной пары ОЛК. Для порядка 21 можно построить методом составных квадратов только пару ОЛК, в этой паре латинские квадраты недиагональные.

 

Перехожу к построению группы MOLS 20-го порядка по статье Тодорова. В статье приведена квази-разностная матрица для построения группы. Вы видите эту матрицу на рис. 1.

 

1

1

8

2

12

2

8

12

3

15

4

5

10

7

6

17

18

11

14

16

1

1

2

12

8

8

12

2

15

4

3

10

7

5

17

18

6

14

16

11

1

1

12

8

2

12

2

8

4

3

15

7

5

10

18

6

17

16

11

14

8

2

12

1

1

17

6

18

10

5

7

15

3

4

8

2

12

16

14

11

2

12

8

1

1

18

17

6

7

10

5

4

15

3

12

8

2

11

16

14

12

8

2

1

1

6

18

17

5

7

10

3

4

15

2

12

8

14

11

16

 

Рис. 1

 

Примечание: здесь и далее все элементы матрицы увеличены на единицу.

 

Как по квази-разностной матрице строить латинские квадраты, рассказано в предыдущих статьях. Первому латинскому квадрату соответствует голубая строка матрицы, второму квадрату – оранжевая, третьему – зелёная, четвёртому – жёлтая. На рис. 2 – 5 показаны четыре квадрата данной группы. В каждом латинском квадрате выделены ячейки, содержащие числа из квази-разностной матрицы.

 

Первый латинский квадрат

 

20

13

6

18

14

4

11

9

2

16

7

19

12

5

17

10

3

15

8

1

9

20

14

7

19

15

5

12

10

3

17

8

1

13

6

18

11

4

16

2

17

10

20

15

8

1

16

6

13

11

4

18

9

2

14

7

19

12

5

3

6

18

11

20

16

9

2

17

7

14

12

5

19

10

3

15

8

1

13

4

14

7

19

12

20

17

10

3

18

8

15

13

6

1

11

4

16

9

2

5

3

15

8

1

13

20

18

11

4

19

9

16

14

7

2

12

5

17

10

6

11

4

16

9

2

14

20

19

12

5

1

10

17

15

8

3

13

6

18

7

19

12

5

17

10

3

15

20

1

13

6

2

11

18

16

9

4

14

7

8

8

1

13

6

18

11

4

16

20

2

14

7

3

12

19

17

10

5

15

9

16

9

2

14

7

19

12

5

17

20

3

15

8

4

13

1

18

11

6

10

7

17

10

3

15

8

1

13

6

18

20

4

16

9

5

14

2

19

12

11

13

8

18

11

4

16

9

2

14

7

19

20

5

17

10

6

15

3

1

12

2

14

9

19

12

5

17

10

3

15

8

1

20

6

18

11

7

16

4

13

5

3

15

10

1

13

6

18

11

4

16

9

2

20

7

19

12

8

17

14

18

6

4

16

11

2

14

7

19

12

5

17

10

3

20

8

1

13

9

15

10

19

7

5

17

12

3

15

8

1

13

6

18

11

4

20

9

2

14

16

15

11

1

8

6

18

13

4

16

9

2

14

7

19

12

5

20

10

3

17

4

16

12

2

9

7

19

14

5

17

10

3

15

8

1

13

6

20

11

18

12

5

17

13

3

10

8

1

15

6

18

11

4

16

9

2

14

7

20

19

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

 

Рис. 2

 

Второй латинский квадрат

 

12

5

19

16

13

1

20

15

11

9

17

2

7

10

6

14

3

18

4

8

5

13

6

1

17

14

2

20

16

12

10

18

3

8

11

7

15

4

19

9

1

6

14

7

2

18

15

3

20

17

13

11

19

4

9

12

8

16

5

10

6

2

7

15

8

3

19

16

4

20

18

14

12

1

5

10

13

9

17

11

18

7

3

8

16

9

4

1

17

5

20

19

15

13

2

6

11

14

10

12

11

19

8

4

9

17

10

5

2

18

6

20

1

16

14

3

7

12

15

13

16

12

1

9

5

10

18

11

6

3

19

7

20

2

17

15

4

8

13

14

14

17

13

2

10

6

11

19

12

7

4

1

8

20

3

18

16

5

9

15

10

15

18

14

3

11

7

12

1

13

8

5

2

9

20

4

19

17

6

16

7

11

16

19

15

4

12

8

13

2

14

9

6

3

10

20

5

1

18

17

19

8

12

17

1

16

5

13

9

14

3

15

10

7

4

11

20

6

2

18

3

1

9

13

18

2

17

6

14

10

15

4

16

11

8

5

12

20

7

19

8

4

2

10

14

19

3

18

7

15

11

16

5

17

12

9

6

13

20

1

20

9

5

3

11

15

1

4

19

8

16

12

17

6

18

13

10

7

14

2

15

20

10

6

4

12

16

2

5

1

9

17

13

18

7

19

14

11

8

3

9

16

20

11

7

5

13

17

3

6

2

10

18

14

19

8

1

15

12

4

13

10

17

20

12

8

6

14

18

4

7

3

11

19

15

1

9

2

16

5

17

14

11

18

20

13

9

7

15

19

5

8

4

12

1

16

2

10

3

6

4

18

15

12

19

20

14

10

8

16

1

6

9

5

13

2

17

3

11

7

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

1

20

 

Рис. 3

 

Третий латинский квадрат

 

8

3

18

9

13

4

19

12

15

20

5

7

16

11

14

6

17

1

10

2

11

9

4

19

10

14

5

1

13

16

20

6

8

17

12

15

7

18

2

3

3

12

10

5

1

11

15

6

2

14

17

20

7

9

18

13

16

8

19

4

1

4

13

11

6

2

12

16

7

3

15

18

20

8

10

19

14

17

9

5

10

2

5

14

12

7

3

13

17

8

4

16

19

20

9

11

1

15

18

6

19

11

3

6

15

13

8

4

14

18

9

5

17

1

20

10

12

2

16

7

17

1

12

4

7

16

14

9

5

15

19

10

6

18

2

20

11

13

3

8

4

18

2

13

5

8

17

15

10

6

16

1

11

7

19

3

20

12

14

9

15

5

19

3

14

6

9

18

16

11

7

17

2

12

8

1

4

20

13

10

14

16

6

1

4

15

7

10

19

17

12

8

18

3

13

9

2

5

20

11

20

15

17

7

2

5

16

8

11

1

18

13

9

19

4

14

10

3

6

12

7

20

16

18

8

3

6

17

9

12

2

19

14

10

1

5

15

11

4

13

5

8

20

17

19

9

4

7

18

10

13

3

1

15

11

2

6

16

12

14

13

6

9

20

18

1

10

5

8

19

11

14

4

2

16

12

3

7

17

15

18

14

7

10

20

19

2

11

6

9

1

12

15

5

3

17

13

4

8

16

9

19

15

8

11

20

1

3

12

7

10

2

13

16

6

4

18

14

5

17

6

10

1

16

9

12

20

2

4

13

8

11

3

14

17

7

5

19

15

18

16

7

11

2

17

10

13

20

3

5

14

9

12

4

15

18

8

6

1

19

2

17

8

12

3

18

11

14

20

4

6

15

10

13

5

16

19

9

7

1

12

13

14

15

16

17

18

19

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

20

 

Рис. 4

 

Четвёртый латинский квадрат

 

2

8

11

17

20

6

19

10

5

9

16

4

3

18

13

7

1

15

14

12

15

3

9

12

18

20

7

1

11

6

10

17

5

4

19

14

8

2

16

13

17

16

4

10

13

19

20

8

2

12

7

11

18

6

5

1

15

9

3

14

4

18

17

5

11

14

1

20

9

3

13

8

12

19

7

6

2

16

10

15

11

5

19

18

6

12

15

2

20

10

4

14

9

13

1

8

7

3

17

16

18

12

6

1

19

7

13

16

3

20

11

5

15

10

14

2

9

8

4

17

5

19

13

7

2

1

8

14

17

4

20

12

6

16

11

15

3

10

9

18

10

6

1

14

8

3

2

9

15

18

5

20

13

7

17

12

16

4

11

19

12

11

7

2

15

9

4

3

10

16

19

6

20

14

8

18

13

17

5

1

6

13

12

8

3

16

10

5

4

11

17

1

7

20

15

9

19

14

18

2

19

7

14

13

9

4

17

11

6

5

12

18

2

8

20

16

10

1

15

3

16

1

8

15

14

10

5

18

12

7

6

13

19

3

9

20

17

11

2

4

3

17

2

9

16

15

11

6

19

13

8

7

14

1

4

10

20

18

12

5

13

4

18

3

10

17

16

12

7

1

14

9

8

15

2

5

11

20

19

6

1

14

5

19

4

11

18

17

13

8

2

15

10

9

16

3

6

12

20

7

20

2

15

6

1

5

12

19

18

14

9

3

16

11

10

17

4

7

13

8

14

20

3

16

7

2

6

13

1

19

15

10

4

17

12

11

18

5

8

9

9

15

20

4

17

8

3

7

14

2

1

16

11

5

18

13

12

19

6

10

7

10

16

20

5

18

9

4

8

15

3

2

17

12

6

19

14

13

1

11

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

1

2

3

4

5

6

7

20

 

Рис. 5

 

Теперь покажу построение другой группы MOLS 20-го порядка по книге “Handbook of Combinatorial Designs” (см. пункт 3.49). В книге дана такая матрица (рис. 6):

 

-

8

14

2

17

10

3

1

2

16

8

18

7

15

1

12

11

12

6

5

4

8

-

14

17

2

3

10

2

1

16

18

8

15

7

12

1

11

6

12

4

5

 

Рис. 6

 

Далее написано, что каждый столбец этой матрицы надо записать в трёх вариантах: сначала точная копия столбца: (a, b, c, d, e, f), затем такие две его трансформации: (b, c, a, f, d, e) и (c, a, b, e, f, d). В результате получается квази-разностная матрица, которая изображена на рис. 7.

 

-

8

14

2

17

10

3

1

2

16

8

18

7

15

1

12

11

12

6

5

4

1

2

16

8

18

7

15

1

12

11

12

6

5

4

-

8

14

2

17

10

3

1

12

11

12

6

5

4

-

8

14

2

17

10

3

1

2

16

8

18

7

15

8

-

14

17

2

3

10

12

1

11

6

12

4

5

2

1

16

18

8

15

7

2

1

16

18

8

15

7

8

-

14

17

2

3

10

12

1

11

6

12

4

5

12

1

11

6

12

4

5

2

1

16

18

8

15

7

8

-

14

17

2

3

10

 

Рис. 7

 

На рис. 8 – 11 изображены четыре латинских квадрата группы MOLS 20-го порядка, построенной по данной квази-разностной матрице. Первому латинскому квадрату соответствует изумрудная строка матрицы, второму квадрату – голубая, третьему – сиреневая, четвёртому – розовая.

 

Первый латинский квадрат

 

20

13

6

18

14

4

11

9

2

16

7

19

12

5

17

10

3

15

8

1

9

20

14

7

19

15

5

12

10

3

17

8

1

13

6

18

11

4

16

2

17

10

20

15

8

1

16

6

13

11

4

18

9

2

14

7

19

12

5

3

6

18

11

20

16

9

2

17

7

14

12

5

19

10

3

15

8

1

13

4

14

7

19

12

20

17

10

3

18

8

15

13

6

1

11

4

16

9

2

5

3

15

8

1

13

20

18

11

4

19

9

16

14

7

2

12

5

17

10

6

11

4

16

9

2

14

20

19

12

5

1

10

17

15

8

3

13

6

18

7

19

12

5

17

10

3

15

20

1

13

6

2

11

18

16

9

4

14

7

8

8

1

13

6

18

11

4

16

20

2

14

7

3

12

19

17

10

5

15

9

16

9

2

14

7

19

12

5

17

20

3

15

8

4

13

1

18

11

6

10

7

17

10

3

15

8

1

13

6

18

20

4

16

9

5

14

2

19

12

11

13

8

18

11

4

16

9

2

14

7

19

20

5

17

10

6

15

3

1

12

2

14

9

19

12

5

17

10

3

15

8

1

20

6

18

11

7

16

4

13

5

3

15

10

1

13

6

18

11

4

16

9

2

20

7

19

12

8

17

14

18

6

4

16

11

2

14

7

19

12

5

17

10

3

20

8

1

13

9

15

10

19

7

5

17

12

3

15

8

1

13

6

18

11

4

20

9

2

14

16

15

11

1

8

6

18

13

4

16

9

2

14

7

19

12

5

20

10

3

17

4

16

12

2

9

7

19

14

5

17

10

3

15

8

1

13

6

20

11

18

12

5

17

13

3

10

8

1

15

6

18

11

4

16

9

2

14

7

20

19

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

 

Рис. 8

 

Второй латинский квадрат

 

12

5

19

16

13

1

20

15

11

9

17

2

7

10

6

14

3

18

4

8

5

13

6

1

17

14

2

20

16

12

10

18

3

8

11

7

15

4

19

9

1

6

14

7

2

18

15

3

20

17

13

11

19

4

9

12

8

16

5

10

6

2

7

15

8

3

19

16

4

20

18

14

12

1

5

10

13

9

17

11

18

7

3

8

16

9

4

1

17

5

20

19

15

13

2

6

11

14

10

12

11

19

8

4

9

17

10

5

2

18

6

20

1

16

14

3

7

12

15

13

16

12

1

9

5

10

18

11

6

3

19

7

20

2

17

15

4

8

13

14

14

17

13

2

10

6

11

19

12

7

4

1

8

20

3

18

16

5

9

15

10

15

18

14

3

11

7

12

1

13

8

5

2

9

20

4

19

17

6

16

7

11

16

19

15

4

12

8

13

2

14

9

6

3

10

20

5

1

18

17

19

8

12

17

1

16

5

13

9

14

3

15

10

7

4

11

20

6

2

18

3

1

9

13

18

2

17

6

14

10

15

4

16

11

8

5

12

20

7

19

8

4

2

10

14

19

3

18

7

15

11

16

5

17

12

9

6

13

20

1

20

9

5

3

11

15

1

4

19

8

16

12

17

6

18

13

10

7

14

2

15

20

10

6

4

12

16

2

5

1

9

17

13

18

7

19

14

11

8

3

9

16

20

11

7

5

13

17

3

6

2

10

18

14

19

8

1

15

12

4

13

10

17

20

12

8

6

14

18

4

7

3

11

19

15

1

9

2

16

5

17

14

11

18

20

13

9

7

15

19

5

8

4

12

1

16

2

10

3

6

4

18

15

12

19

20

14

10

8

16

1

6

9

5

13

2

17

3

11

7

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

1

20

 

Рис. 9

 

Третий латинский квадрат

 

8

3

18

9

13

4

19

12

15

20

5

7

16

11

14

6

17

1

10

2

11

9

4

19

10

14

5

1

13

16

20

6

8

17

12

15

7

18

2

3

3

12

10

5

1

11

15

6

2

14

17

20

7

9

18

13

16

8

19

4

1

4

13

11

6

2

12

16

7

3

15

18

20

8

10

19

14

17

9

5

10

2

5

14

12

7

3

13

17

8

4

16

19

20

9

11

1

15

18

6

19

11

3

6

15

13

8

4

14

18

9

5

17

1

20

10

12

2

16

7

17

1

12

4

7

16

14

9

5

15

19

10

6

18

2

20

11

13

3

8

4

18

2

13

5

8

17

15

10

6

16

1

11

7

19

3

20

12

14

9

15

5

19

3

14

6

9

18

16

11

7

17

2

12

8

1

4

20

13

10

14

16

6

1

4

15

7

10

19

17

12

8

18

3

13

9

2

5

20

11

20

15

17

7

2

5

16

8

11

1

18

13

9

19

4

14

10

3

6

12

7

20

16

18

8

3

6

17

9

12

2

19

14

10

1

5

15

11

4

13

5

8

20

17

19

9

4

7

18

10

13

3

1

15

11

2

6

16

12

14

13

6

9

20

18

1

10

5

8

19

11

14

4

2

16

12

3

7

17

15

18

14

7

10

20

19

2

11

6

9

1

12

15

5

3

17

13

4

8

16

9

19

15

8

11

20

1

3

12

7

10

2

13

16

6

4

18

14

5

17

6

10

1

16

9

12

20

2

4

13

8

11

3

14

17

7

5

19

15

18

16

7

11

2

17

10

13

20

3

5

14

9

12

4

15

18

8

6

1

19

2

17

8

12

3

18

11

14

20

4

6

15

10

13

5

16

19

9

7

1

12

13

14

15

16

17

18

19

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

20

 

Рис. 10

 

Четвёртый латинский квадрат

 

2

8

11

17

20

6

19

10

5

9

16

4

3

18

13

7

1

15

14

12

15

3

9

12

18

20

7

1

11

6

10

17

5

4

19

14

8

2

16

13

17

16

4

10

13

19

20

8

2

12

7

11

18

6

5

1

15

9

3

14

4

18

17

5

11

14

1

20

9

3

13

8

12

19

7

6

2

16

10

15

11

5

19

18

6

12

15

2

20

10

4

14

9

13

1

8

7

3

17

16

18

12

6

1

19

7

13

16

3

20

11

5

15

10

14

2

9

8

4

17

5

19

13

7

2

1

8

14

17

4

20

12

6

16

11

15

3

10

9

18

10

6

1

14

8

3

2

9

15

18

5

20

13

7

17

12

16

4

11

19

12

11

7

2

15

9

4

3

10

16

19

6

20

14

8

18

13

17

5

1

6

13

12

8

3

16

10

5

4

11

17

1

7

20

15

9

19

14

18

2

19

7

14

13

9

4

17

11

6

5

12

18

2

8

20

16

10

1

15

3

16

1

8

15

14

10

5

18

12

7

6

13

19

3

9

20

17

11

2

4

3

17

2

9

16

15

11

6

19

13

8

7

14

1

4

10

20

18

12

5

13

4

18

3

10

17

16

12

7

1

14

9

8

15

2

5

11

20

19

6

1

14

5

19

4

11

18

17

13

8

2

15

10

9

16

3

6

12

20

7

20

2

15

6

1

5

12

19

18

14

9

3

16

11

10

17

4

7

13

8

14

20

3

16

7

2

6

13

1

19

15

10

4

17

12

11

18

5

8

9

9

15

20

4

17

8

3

7

14

2

1

16

11

5

18

13

12

19

6

10

7

10

16

20

5

18

9

4

8

15

3

2

17

12

6

19

14

13

1

11

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

1

2

3

4

5

6

7

20

 

Рис. 11

 

Ну, вот! Оказывается, эта группа в точности совпадает с группой Тодорова. А я сначала не сравнила матрицы и думала, что в книге авторы приводят другую группу. Не буду уж теперь удалять эту группу, пусть будут две одинаковые группы.

 

Ещё в одной статье [M. Wojtas, Discrete Mathematics 140 (1995) 291 - 294] нашла матрицу, по которой вроде бы можно построить группу MOLS 20-го порядка, состоящую из четырёх квадратов. Однако мне не удалось построить эту группу. На рис. 12 показана матрица из статьи.

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0

10

4

14

8

18

2

12

16

6

11

1

15

5

19

9

13

3

7

17

0

11

17

6

12

3

9

18

14

5

1

10

16

7

13

2

8

19

15

4

0

3

12

8

15

1

19

4

5

10

14

18

17

11

9

7

2

16

6

13

 

Рис. 12

 

Теперь для полноты картины покажу группу MOLS 20-го порядка из трёх латинских квадратов, построенную методом составных квадратов (рис. 13 – 15). Первые два латинских квадрата в этой группе диагональные.

 

Первый латинский квадрат

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

16

17

18

19

20

11

12

13

14

15

3

4

5

1

2

8

9

10

6

7

18

19

20

16

17

13

14

15

11

12

5

1

2

3

4

10

6

7

8

9

20

16

17

18

19

15

11

12

13

14

2

3

4

5

1

7

8

9

10

6

17

18

19

20

16

12

13

14

15

11

4

5

1

2

3

9

10

6

7

8

19

20

16

17

18

14

15

11

12

13

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

13

14

15

11

12

18

19

20

16

17

8

9

10

6

7

3

4

5

1

2

15

11

12

13

14

20

16

17

18

19

10

6

7

8

9

5

1

2

3

4

12

13

14

15

11

17

18

19

20

16

7

8

9

10

6

2

3

4

5

1

14

15

11

12

13

19

20

16

17

18

9

10

6

7

8

4

5

1

2

3

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

8

9

10

6

7

3

4

5

1

2

13

14

15

11

12

18

19

20

16

17

10

6

7

8

9

5

1

2

3

4

15

11

12

13

14

20

16

17

18

19

7

8

9

10

6

2

3

4

5

1

12

13

14

15

11

17

18

19

20

16

9

10

6

7

8

4

5

1

2

3

14

15

11

12

13

19

20

16

17

18

16

17

18

19

20

11

12

13

14

15

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

18

19

20

16

17

13

14

15

11

12

3

4

5

1

2

8

9

10

6

7

20

16

17

18

19

15

11

12

13

14

5

1

2

3

4

10

6

7

8

9

17

18

19

20

16

12

13

14

15

11

2

3

4

5

1

7

8

9

10

6

19

20

16

17

18

14

15

11

12

13

4

5

1

2

3

9

10

6

7

8

 

Рис. 13

  

Второй латинский квадрат

 

1

2

3

4

5

11

12

13

14

15

6

7

8

9

10

16

17

18

19

20

4

5

1

2

3

14

15

11

12

13

9

10

6

7

8

19

20

16

17

18

2

3

4

5

1

12

13

14

15

11

7

8

9

10

6

17

18

19

20

16

5

1

2

3

4

15

11

12

13

14

10

6

7

8

9

20

16

17

18

19

3

4

5

1

2

13

14

15

11

12

8

9

10

6

7

18

19

20

16

17

6

7

8

9

10

16

17

18

19

20

1

2

3

4

5

11

12

13

14

15

9

10

6

7

8

19

20

16

17

18

4

5

1

2

3

14

15

11

12

13

7

8

9

10

6

17

18

19

20

16

2

3

4

5

1

12

13

14

15

11

10

6

7

8

9

20

16

17

18

19

5

1

2

3

4

15

11

12

13

14

8

9

10

6

7

18

19

20

16

17

3

4

5

1

2

13

14

15

11

12

16

17

18

19

20

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

2

3

4

5

19

20

16

17

18

9

10

6

7

8

14

15

11

12

13

4

5

1

2

3

17

18

19

20

16

7

8

9

10

6

12

13

14

15

11

2

3

4

5

1

20

16

17

18

19

10

6

7

8

9

15

11

12

13

14

5

1

2

3

4

18

19

20

16

17

8

9

10

6

7

13

14

15

11

12

3

4

5

1

2

11

12

13

14

15

1

2

3

4

5

16

17

18

19

20

6

7

8

9

10

14

15

11

12

13

4

5

1

2

3

19

20

16

17

18

9

10

6

7

8

12

13

14

15

11

2

3

4

5

1

17

18

19

20

16

7

8

9

10

6

15

11

12

13

14

5

1

2

3

4

20

16

17

18

19

10

6

7

8

9

13

14

15

11

12

3

4

5

1

2

18

19

20

16

17

8

9

10

6

7

 

Рис. 14

 

Третий латинский квадрат

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

2

3

4

5

1

7

8

9

10

6

12

13

14

15

11

17

18

19

20

16

3

4

5

1

2

8

9

10

6

7

13

14

15

11

12

18

19

20

16

17

4

5

1

2

3

9

10

6

7

8

14

15

11

12

13

19

20

16

17

18

5

1

2

3

4

10

6

7

8

9

15

11

12

13

14

20

16

17

18

19

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

16

17

18

19

20

11

12

13

14

15

7

8

9

10

6

2

3

4

5

1

17

18

19

20

16

12

13

14

15

11

8

9

10

6

7

3

4

5

1

2

18

19

20

16

17

13

14

15

11

12

9

10

6

7

8

4

5

1

2

3

19

20

16

17

18

14

15

11

12

13

10

6

7

8

9

5

1

2

3

4

20

16

17

18

19

15

11

12

13

14

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12

13

14

15

11

17

18

19

20

16

2

3

4

5

1

7

8

9

10

6

13

14

15

11

12

18

19

20

16

17

3

4

5

1

2

8

9

10

6

7

14

15

11

12

13

19

20

16

17

18

4

5

1

2

3

9

10

6

7

8

15

11

12

13

14

20

16

17

18

19

5

1

2

3

4

10

6

7

8

9

16

17

18

19

20

11

12

13

14

15

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

17

18

19

20

16

12

13

14

15

11

7

8

9

10

6

2

3

4

5

1

18

19

20

16

17

13

14

15

11

12

8

9

10

6

7

3

4

5

1

2

19

20

16

17

18

14

15

11

12

13

9

10

6

7

8

4

5

1

2

3

20

16

17

18

19

15

11

12

13

14

10

6

7

8

9

5

1

2

3

4

 

Рис. 15

 

Пакет математических программ Maple не может строить группы MOLS 20-го порядка. Но какой-то другой пакет (не помню название, что-то вроде GAVA) может это делать. На указанном выше форуме приведена пара ОЛК 20-го порядка, построенная в этом пакете. Очевидно, что данная пара построена методом составных квадратов. Разработчикам пакета Maple тоже не мешало бы ввести в пакет построение групп MOLS методом составных квадратов.

 

Перехожу к группам MOLS 21-го порядка. Как уже сказано, для этого порядка тоже работает метод составных квадратов. Однако он позволяет построить только пару ОЛК, причём латинские квадраты в этой паре недиагональные.

Интереснее другие пары ОЛК 21-го порядка. Эти латинские квадраты тоже недиагональные, но они являются нетрадиционными магическими квадратами. Более того, они являются идеальными магическими квадратами, то есть обладают свойствами ассоциативности и пандиагональности. Из таких пар ОЛК строятся идеальные магические квадраты. Покажу одну из таких пар ОЛК (рис. 16 – 17). Она построена по алгоритму, найденному мной в цикле статей “Анатомия магических квадратов” (подробно об этом рассказано в статье http://www.natalimak1.narod.ru/grolk3.htm , квадраты скопированы из этой статьи).

 

Первый латинский квадрат

 

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

18

3

4

5

9

10

11

15

16

17

2

0

1

8

7

6

14

13

12

19

20

 

Рис. 16

 

Второй латинский квадрат

 

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

18

19

14

13

12

8

7

6

1

2

0

15

16

17

9

10

11

3

4

5

20

 

Рис. 17

 

Очень интересная пара! Разумеется, можно получить ещё несколько аналогичных пар ОЛК, разложив построенные мной, например, методом качелей идеальные магические квадраты 21-го порядка на два ортогональных латинских квадрата. Такие примеры были приведены.

 

Теперь будем строить группу MOLS 21-го порядка, состоящую из пяти квадратов по той же самой книге (см. пункт 3.50). Для построения этой группы в книге даётся разностная матрица (difference matrix), точнее эту матрицу надо получить из следующей матрицы (рис. 18):

 

9

18

21

3

10

17

5

16

12

6

11

7

15

2

4

14

19

20

13

8

 

Рис. 18

 

Надо циклически переставить строки в этой матрице и добавить к ней строку и столбец из единиц. В результате получается такая разностная матрица (рис. 19):

 

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

9

18

21

3

10

17

5

16

12

6

11

7

15

2

4

14

19

20

13

8

1

10

17

5

16

12

6

11

7

15

2

4

14

19

20

13

8

9

18

21

3

1

12

6

11

7

15

2

4

14

19

20

13

8

9

18

21

3

10

17

5

16

1

15

2

4

14

19

20

13

8

9

18

21

3

10

17

5

16

12

6

11

7

1

19

20

13

8

9

18

21

3

10

17

5

16

12

6

11

7

15

2

4

14

 

Рис. 19

 

Однако я вижу в этой матрице только четыре латинских квадрата. Где взять пятый, не знаю. Покажу здесь два первых латинских квадрата (рис. 20 – 21), первому соответствует зелёная строка матрицы, а второму – жёлтая.

 

Первый латинский квадрат

 

1

6

20

12

21

11

13

5

16

9

4

15

3

2

17

8

18

7

10

14

19

20

2

7

21

13

1

12

14

6

17

10

5

16

4

3

18

9

19

8

11

15

16

21

3

8

1

14

2

13

15

7

18

11

6

17

5

4

19

10

20

9

12

13

17

1

4

9

2

15

3

14

16

8

19

12

7

18

6

5

20

11

21

10

11

14

18

2

5

10

3

16

4

15

17

9

20

13

8

19

7

6

21

12

1

2

12

15

19

3

6

11

4

17

5

16

18

10

21

14

9

20

8

7

1

13

14

3

13

16

20

4

7

12

5

18

6

17

19

11

1

15

10

21

9

8

2

3

15

4

14

17

21

5

8

13

6

19

7

18

20

12

2

16

11

1

10

9

10

4

16

5

15

18

1

6

9

14

7

20

8

19

21

13

3

17

12

2

11

12

11

5

17

6

16

19

2

7

10

15

8

21

9

20

1

14

4

18

13

3

4

13

12

6

18

7

17

20

3

8

11

16

9

1

10

21

2

15

5

19

14

15

5

14

13

7

19

8

18

21

4

9

12

17

10

2

11

1

3

16

6

20

21

16

6

15

14

8

20

9

19

1

5

10

13

18

11

3

12

2

4

17

7

8

1

17

7

16

15

9

21

10

20

2

6

11

14

19

12

4

13

3

5

18

19

9

2

18

8

17

16

10

1

11

21

3

7

12

15

20

13

5

14

4

6

7

20

10

3

19

9

18

17

11

2

12

1

4

8

13

16

21

14

6

15

5

6

8

21

11

4

20

10

19

18

12

3

13

2

5

9

14

17

1

15

7

16

17

7

9

1

12

5

21

11

20

19

13

4

14

3

6

10

15

18

2

16

8

9

18

8

10

2

13

6

1

12

21

20

14

5

15

4

7

11

16

19

3

17

18

10

19

9

11

3

14

7

2

13

1

21

15

6

16

5

8

12

17

20

4

5

19

11

20

10

12

4

15

8

3

14

2

1

16

7

17

6

9

13

18

21

 

Рис. 20

 

Второй латинский квадрат

 

1

12

19

13

10

7

20

16

11

14

8

3

6

4

9

2

15

21

18

5

17

18

2

13

20

14

11

8

21

17

12

15

9

4

7

5

10

3

16

1

19

6

7

19

3

14

21

15

12

9

1

18

13

16

10

5

8

6

11

4

17

2

20

21

8

20

4

15

1

16

13

10

2

19

14

17

11

6

9

7

12

5

18

3

4

1

9

21

5

16

2

17

14

11

3

20

15

18

12

7

10

8

13

6

19

20

5

2

10

1

6

17

3

18

15

12

4

21

16

19

13

8

11

9

14

7

8

21

6

3

11

2

7

18

4

19

16

13

5

1

17

20

14

9

12

10

15

16

9

1

7

4

12

3

8

19

5

20

17

14

6

2

18

21

15

10

13

11

12

17

10

2

8

5

13

4

9

20

6

21

18

15

7

3

19

1

16

11

14

15

13

18

11

3

9

6

14

5

10

21

7

1

19

16

8

4

20

2

17

12

13

16

14

19

12

4

10

7

15

6

11

1

8

2

20

17

9

5

21

3

18

19

14

17

15

20

13

5

11

8

16

7

12

2

9

3

21

18

10

6

1

4

5

20

15

18

16

21

14

6

12

9

17

8

13

3

10

4

1

19

11

7

2

3

6

21

16

19

17

1

15

7

13

10

18

9

14

4

11

5

2

20

12

8

9

4

7

1

17

20

18

2

16

8

14

11

19

10

15

5

12

6

3

21

13

14

10

5

8

2

18

21

19

3

17

9

15

12

20

11

16

6

13

7

4

1

2

15

11

6

9

3

19

1

20

4

18

10

16

13

21

12

17

7

14

8

5

6

3

16

12

7

10

4

20

2

21

5

19

11

17

14

1

13

18

8

15

9

10

7

4

17

13

8

11

5

21

3

1

6

20

12

18

15

2

14

19

9

16

17

11

8

5

18

14

9

12

6

1

4

2

7

21

13

19

16

3

15

20

10

11

18

12

9

6

19

15

10

13

7

2

5

3

8

1

14

20

17

4

16

21

 

Рис. 21

 

Третий и четвёртый латинские квадраты (оранжевая и изумрудная строки матрицы) предлагаю построить читателям. А также нужно разобраться, где взять пятый квадрат данной группы MOLS.

 

Очевидно, что построенные сейчас латинские квадраты 21-го порядка (рис. 20 – 21) недиагональные. В каждом квадрате неправильная только одна диагональ. Удачно получилось, что в первом латинском квадрате даже в неправильной диагонали сумма чисел равна магической константе нетрадиционного магического квадрата, заполненного числами от 1 до 21, – 231. Покажу превращение второго латинского квадрата в нетрадиционный магический квадрат с помощью трансформации тождественной перестановки чисел. Для такого превращения достаточно сделать всего одну взаимозамену: 3 à 17, 17 à 3. Преобразованный второй латинский квадрат вы видите на рис. 22.

 

Преобразованный второй латинский квадрат

 

1

12

19

13

10

7

20

16

11

14

8

17

6

4

9

2

15

21

18

5

3

18

2

13

20

14

11

8

21

3

12

15

9

4

7

5

10

17

16

1

19

6

7

19

17

14

21

15

12

9

1

18

13

16

10

5

8

6

11

4

3

2

20

21

8

20

4

15

1

16

13

10

2

19

14

3

11

6

9

7

12

5

18

17

4

1

9

21

5

16

2

3

14

11

17

20

15

18

12

7

10

8

13

6

19

20

5

2

10

1

6

3

17

18

15

12

4

21

16

19

13

8

11

9

14

7

8

21

6

17

11

2

7

18

4

19

16

13

5

1

3

20

14

9

12

10

15

16

9

1

7

4

12

17

8

19

5

20

3

14

6

2

18

21

15

10

13

11

12

3

10

2

8

5

13

4

9

20

6

21

18

15

7

17

19

1

16

11

14

15

13

18

11

17

9

6

14

5

10

21

7

1

19

16

8

4

20

2

3

12

13

16

14

19

12

4

10

7

15

6

11

1

8

2

20

3

9

5

21

17

18

19

14

3

15

20

13

5

11

8

16

7

12

2

9

17

21

18

10

6

1

4

5

20

15

18

16

21

14

6

12

9

3

8

13

17

10

4

1

19

11

7

2

17

6

21

16

19

3

1

15

7

13

10

18

9

14

4

11

5

2

20

12

8

9

4

7

1

3

20

18

2

16

8

14

11

19

10

15

5

12

6

17

21

13

14

10

5

8

2

18

21

19

17

3

9

15

12

20

11

16

6

13

7

4

1

2

15

11

6

9

17

19

1

20

4

18

10

16

13

21

12

3

7

14

8

5

6

17

16

12

7

10

4

20

2

21

5

19

11

3

14

1

13

18

8

15

9

10

7

4

3

13

8

11

5

21

17

1

6

20

12

18

15

2

14

19

9

16

3

11

8

5

18

14

9

12

6

1

4

2

7

21

13

19

16

17

15

20

10

11

18

12

9

6

19

15

10

13

7

2

5

17

8

1

14

20

3

4

16

21

 

Рис. 22

 

Пара ОЛК готова для построения магических квадратов. На рис. 23 показан один из магических квадратов, построенных из данной пары ОЛК.

 

1

117

418

244

430

217

272

100

326

182

71

311

48

25

345

149

372

147

207

278

381

417

23

139

440

266

11

239

294

108

348

204

93

319

70

47

367

185

394

148

229

300

322

439

59

161

21

288

33

261

295

144

370

226

115

341

92

69

389

193

402

170

251

273

344

20

67

183

22

310

55

283

317

166

392

234

137

363

114

91

411

215

438

206

214

274

366

42

89

205

44

318

77

305

353

188

414

270

159

385

136

113

433

237

19

41

236

296

388

43

111

213

80

354

99

327

361

210

436

292

181

407

158

135

14

259

281

63

258

332

410

65

133

249

88

376

121

349

383

211

3

314

203

429

180

157

36

58

303

64

280

340

432

101

155

271

110

398

129

371

405

233

39

336

225

10

202

179

201

66

325

86

302

362

13

109

177

293

132

420

165

393

427

269

61

337

247

32

224

246

223

102

347

122

324

384

35

131

199

315

154

421

187

415

8

277

83

359

255

54

76

268

245

124

369

130

346

406

57

153

221

316

176

2

209

423

30

299

105

395

291

313

98

276

267

146

391

152

368

428

79

175

243

338

198

38

231

18

52

321

106

403

425

335

120

312

289

168

413

174

390

9

87

197

265

374

220

46

232

40

74

343

128

164

6

357

142

334

297

169

435

196

412

31

123

219

287

382

242

68

254

62

96

365

387

172

28

358

150

356

333

191

16

218

434

53

145

241

309

404

264

90

290

84

118

140

409

194

50

380

186

378

355

227

24

240

15

75

167

263

331

426

286

112

298

85

107

162

431

216

72

416

208

379

377

235

60

262

37

97

189

285

339

7

308

134

320

342

143

184

12

238

94

424

230

401

399

257

82

284

45

119

190

307

375

29

330

156

178

364

151

192

34

260

116

5

252

437

400

279

104

306

81

141

212

329

397

51

352

360

200

386

173

228

56

282

138

27

253

4

422

301

126

328

103

163

248

351

419

73

95

396

222

408

195

250

78

304

160

49

275

26

17

323

127

350

125

171

256

373

441

 

Рис. 23

 

Это магический квадрат, не обладающий никакими дополнительными свойствами, с хаотично расположенной начальной цепочкой. Но он построен методом латинских квадратов из произвольно выбранной пары ОЛК. В этом его ценность.

 

***

 

На форуме дали подсказку, как построить пятый латинский квадрат в группе MOLS 21-го порядка. Показываю этот латинский квадрат (рис. 24):

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

9

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

8

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

7

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

6

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

5

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

4

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

3

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

1

 

Рис. 24

 

 

4 – 7 марта 2009 г.

г. Саратов

 

 

Читайте мою виртуальную книгу “Волшебный мир магических квадратов”:

 

http://www.klassikpoez.narod.ru/glavnaja.htm

 

Скачайте электронную версию этой книги:

http://narod.ru/disk/5834353000/Magic_squares.pdf.html

 

       Пишите мне!

Рейтинг@Mail.ru

На главную страницу

 



Hosted by uCoz