Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda dracoscrigno » 01/05/2017, 13:14

orsoulx ha scritto:
axpgn ha scritto:Giocando un po' con permutazioni e dismutazioni credo che il numero di quadrati diversi di lato $ 4 $ sia $ 24⋅9⋅4⋅1=864$

Se prima eran poche, adesso direi che sian troppe; per $ n=4 $ sono ragionevolmente certo del risultato $ 576 $. Preso un quadrato qualsiasi si possono permutare le colonne per ordinare la prima riga e poi permutare le righe (esclusa la prima) per ordinare anche la prima colonna. Il procedimento è invertibile e quindi per calcolare quanti quadrati diversi di lato $ n $ esistono avremo $ q_n= n!(n-1)!*r_n $, dove $ r_n $ è il numero di 'quadrati ridotti': quelli che hanno la prima riga e la prima colonna ordinate. Ora, $ r_4=4 $ e visto le poche possibilità non credo di averne saltata qualcuna, quindi $ q_n=576 $. Per $ r_5 $, invece, qualche dubbio mi resta.


Mi auguro possiate portare tanta pazienza perchè faccio veramente una fatica bestia a comprendervi :( :( Questi pochi interventi hanno portato la mia autostima a $Capra^\infty$
Orsoulx. il numero che hai dichiarto; è un caso? oppure è anche il quadrato del fattoriale di n?
per n=4 -> $N!_2=576$

Quando parli di permutare le righe, o le colonne, intendi, immagino, quello di applicare una matrice di permutazione alla matrice quadrata... provo a spiegarlo in altro modo perché non sono certo di averlo detto nel modo giusto:

io parto, per esempio, con questo schema:
$((1,2,3,4),(2,4,1,3),(3,1,4,2),(4,3,2,1))$
che, decido avere questa matrice di permutazione:
$(1,2,3,4)$

applicandogli una tra le possibili matrici di permutazione (data dalle possibili permutazione dei valori della matrice stessa)
Arbitrariamente, per l' esempio, sclgo questa:
$(4,2,3,1)$ Dove, di fatto , ho scambiato il primo elemento con l' ultimo.

la matrice quadrata risultante sarebbe, quindi:

$((1,2,3,4),(2,4,1,3),(3,1,4,2),(4,3,2,1)) rArr (4,2,3,1) rArr ((4,2,3,1),(3,4,1,2),(2,1,4,3),(1,3,2,4))$

Lo chiedo perchè è una strada che ho percorso ma non mi pare che faccia uscire tutti i risultati possibili.
Il mio processo era quello di partire da una matrice preimpostata che ho denomintato PermutazioneUno e parte con la prima riga e prima colonna ordinata (1,2,3,4)
$ ((1,2,3,4),(2,4,1,3),(3,1,4,2),(4,3,2,1)) $

A questa applicavo tutte le matrici di permutazione sulle colonne ed alle risultanti applicavo il processo alle righe.
il lavoro geneava N!^2 risultati dei quali solo le prime due file, solo $N!*(N-1)$, erano matrici valide, le altre erano tutte copie di queste.
(Però, mi hai fatto venire un idea... le matriciquadrate, fammele chiamare, principali, le PermutazioniUno, non sono una sola ma sono più di una.
Trovate queste, ad esse si applica la permutazione delle righe e delle colonne... Mi sono gia perso :-D

Scusatemi :oops: :oops:

orsoulx ha scritto:@dracoscrigno:
ho dato un'occhiata alla discussione che hai linkato e mi pare non vi siate accorti che la corrispondenza fra quadrati e 'firme' non è biunivoca: ogni quadrato ha una e una sola firma, ma più quadrati possono avere la medesima firma. Ad esempio:
$ ((1,2,3,4),(2,4,1,3),(3,1,4,2),(4,3,2,1)) $ ha una firma che non cambia se si scambiano gli $ 1 $ ed i $ 4 $ delle posizioni centrali.


Non ce ne siamo accorti... A dire il vero, in fase di implementazione ci avevo pensato e pensavo che la "firma" fosse univoca. Tant' è che lo dichiaro più volte nel discorso intrapreso. l' ho azzardata e poi non indagata, perché, ai fini del gioco, non è importante.
Se la matrice trovata si "incastra", va bene. Il dato disponibile è la firma (il numero di grattacieli visti) Non si hanno altri dati a disposizione se non i valori esterni, come, per esempio, il grattacielo più alto in prossimità di un $1$.
Quindi, si, ci ho pensato. Ho tirato ad indovinare dicendo che erano biunivoche ma ho anche pensato che se mi sbagliavo non era importante... Spero :lol: ... Magari mi salti fuori con un altra verità ... Speriamo di no :lol: :lol:

orsoulx ha scritto:Per quanto riguarda la generazione di tutti i quadrati possibili un'idea potrebbe essere quella di partire dai quadrati ridotti e utilizzare l'algoritmo per le permutazioni che consiste nel fare sempre e solo uno swap ad ogni passo. In questo modo si avrebbe la certezza di non generare alcun doppione.
Ciao


Questa dei quadrati ridotti non l' ho ancora ben capita... sarebbe il quadrato dato dal defalcamento di una riga ed una colonna?
dracoscrigno
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda orsoulx » 01/05/2017, 14:03

dracoscrigno ha scritto: il numero che hai dichiarto; è un caso? oppure è anche il quadrato del fattoriale di n?

Pura coincidenza, ad esempio $ q_3=3!*2!*r_3 = 12 ne (3!)^2=36 $, perché $ r_3=1 $ (se la prima riga e la prima colonna sono $ 1,2,3 $ esiste un solo modo per completare il quadrato).
dracoscrigno ha scritto:Però, mi hai fatto venire un idea... le matriciquadrate, fammele chiamare, principali, le PermutazioniUno, non sono una sola ma sono più di una.
Trovate queste, ad esse si applica la permutazione delle righe e delle colonne... Mi sono gia perso :-D

Credo stiamo dicendo la medesima cosa: quelle che tu chiami 'matrici principali' sono le stesse che io chiamo 'quadrati ridotti'.
dracoscrigno ha scritto:ma ho anche pensato che se mi sbagliavo non era importante...

Dipende. Ad esempio nel sudoku non sono considerati leciti schemi che portino a più di una soluzione.
dracoscrigno ha scritto:Questa dei quadrati ridotti non l' ho ancora ben capita... sarebbe il quadrato dato dal defalcamento di una riga ed una colonna?

Vedi sopra: è un quadrato con prima riga e prima colonna ordinate in ordine crescente.
Ciao
Stephen Wolfram non mi è simpatico, anche perché il malefico Wolfram|Alpha non mi permette di credere che $ e^\pi=(640320^3+744)^(1/\sqrt(163)) $.
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda dracoscrigno » 01/05/2017, 14:59

grande Orsoulx.
ho capito!

non so valutare se quanto detto è, matematicamente provato ma lo trovo elegante e quanto mi basta per credere che sia così.
ho cominciato a leggere alcune cose trovate in rete (ho veramente molte lacune, troppe per poter comprendere una spiegazione più rigorosa di quanto affrontato fin ora)

vi ringrazio entrambi.

... ora che, credo d aver la risposta al primo quesito;
quante sono le permutazioni possibili?

passerei al secondo quesito.
Ho però l impressione che sarebbe meglio affrontarlo in un nuovo topic.
Sto maturando l idea di affrontarlo in un modo differente da quello che pensavo quando ho aperto questo topic e mi sembra che i due argomenti debbano esser separati.

dite che infrango il regolamento? non vorrei peccare di crossposting.
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda dracoscrigno » 01/05/2017, 15:09

ho detto una stupidaggine...

devo legare il valore di $r$ alla variabile $n$

... quanto vale $r$ ?

.... aspetta che rileggo tutto il thread... mi devo esser perso qualcosa :(
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda axpgn » 01/05/2017, 15:18

orsoulx ha scritto:
axpgn ha scritto:Giocando un po' con permutazioni e dismutazioni credo che il numero di quadrati diversi di lato $ 4 $ sia $ 24⋅9⋅4⋅1=864$

Se prima eran poche, adesso direi che sian troppe; per $ n=4 $ sono ragionevolmente certo del risultato $ 576 $. ...


Spiego come ci sono arrivato ...

La prima riga può essere scritta in $24=4!$ modi diversi ...
Le altre tre sono dismutazioni della prima, che nel nostro caso sono $!4=9$, quindi la seconda riga può essere scritta in $9$ modi diversi ...
Purtroppo non è possibile limitarsi a prenderne tre su nove perché queste nove non sono dismutazioni tra loro ... a mano però è facile ricavare che solo $4$ rimangono disponibili dopo aver fissato la seconda riga e ovviamente l'ultima è obbligata dopo aver fissato la terza, quindi in totale $24*9*4*1=864$ ...

Lo stesso ragionamento per $n=5$ ...

Dov'è l'errore?

Cordialmente, Alex
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda orsoulx » 01/05/2017, 16:19

dracoscrigno ha scritto:... quanto vale r ?

A saperlo, saperlo! Non ho trovato di meglio che provare. Per $ n=4 $ è facile $ r_4=4 $; ma già per $ r_5 $ son dolori: per tentativi a mano sicuramente almeno 54.
axpgn ha scritto:Dov'è l'errore?

Nel $ 4 $. Delle $ 9 $ dismutazioni $ 3 $, quelle costituite da due cicli di ordine $ 2 $ (due scambi fra coppie diverse) lasciano ancora $ 4 $ possibilità per la terza. Epperò le altre $ 6 $ formate da un unico ciclo di ordine $ 4 $ ne permettono solo $ 2 $ successive. Esempio $ ((1,2,3,4),(2,3,4,1)) $, se la terza riga inizia con $ 3 $ può essere solo $ 3,4,1,2 $ e se inizia con $ 4 $ solo $ 4,2,1,3 $. $ 3*4+6*2=24 $ che conferma quanto ho trovato per altra via.
Ciao
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda axpgn » 01/05/2017, 19:55

Trovato! ... nel senso che ho trovato su Internet ... :-D

Ho scoperto i "Latin Squares" ed il loro numero per quadrati di ordine $n$ è $L_n=n!*(n-1)!*R_n$ (come detto da orsoulx) dove i primi valori di $R_n$ sono $R_1=1, R_2=1, R_3=1, R_4=4, R_5=56, R_6=9408$.

Per maggiori informazioni qui

Cordialmente, Alex
axpgn
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda dracoscrigno » 01/05/2017, 22:38

GRazie Axpgn.

Ho cercato di seguire i vari link nella pagina che hai proposto.
immagino che quel $r_n$ postato da Orsoulx sia questo:
$((1,1),(2,1),(3,1),(4,4),(5,56),(6,9408),(7,16942080),(8,535281401856),(9,377597570964258816),(10,7580721483160132811489280),(11,5363937773277371298119673540771840))$

immagino che partano da $1$, uno.

e sto notando che dalla matrice di grado $7$ in poi, mi sa che serve un bel calcolatore :|

bè... direi che ora ho un bel pò di materiale su cui studiare. Grazie all' ultimo post qui sopra sono riuscito anche ad arrivare a:

wikipedya -> quadrati latini

Grazie mille ancora :)
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda axpgn » 01/05/2017, 23:09

dracoscrigno ha scritto:... immagino che quel $r_n$ postato da Orsoulx sia questo: ...

Yes :D
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Re: Permutare una matrice quadrata di valori e numero di permutazioni possibili

Messaggioda orsoulx » 02/05/2017, 09:02

axpgn ha scritto:Trovato! ... nel senso che ho trovato su Internet ... :-D

Sono soddisfatto: per $ n=5 $ ne ho perse solo due! :D
Da quel che ho capito, per $ n>11 $ non se ne conosce esattamente il numero.
dracoscrigno ha scritto:e sto notando che dalla matrice di grado 7 in poi, mi sa che serve un bel calcolatore :|

Già con $ n=6 $ si macina abbastanza. Tenendo conto che per generare una permutazione e ricavarne la firma occorrono più di 100 operazioni elementari e che le permutazioni da esaminare sono più di 800 milioni, mi aspetterei un tempo di esecuzione nell'ordine dei minuti.
Ciao
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