И оценка сверху, и оценка снизу экспоненциальные по площади АБ. То есть естественно ожидать, что асимптотика будет exp(c n^2), где c — некоторая, пока неизвестная нам, константа.
Вообще — такие ситуации, когда число вариантов экспоненциально по числу задействованных объектов (квадратиков или доминошек, в данном случае), встречаются исключительно часто. А множитель в экспоненте обычно тогда называют энтропией.
Игрушечный пример — тоже разбиения на доминошки, но прямоугольника 2xn. Упражнение: их количество это (n+1)-е число Фибоначчи.
Учитывая то, как растут числа Фибоначчи — энтропией будет логарифм золотого сечения.
Учитывая то, как растут числа Фибоначчи — энтропией будет логарифм золотого сечения.
Но аналогия тут идёт сильно дальше — и соседняя огромная область это статистическая физика. Где будут, например, возможные конфигурации атомов — в количестве, экспоненциальном по числу задействованных атомов.
Непрерывное математическое образование
http://book.etudes.ru/
Кстати, в качестве рекламы — (IMHO, очень хороший) текст Окунькова как раз о статистической физике: http://book.etudes.ru/toc/patternhappen/
book.etudes.ru
Как случается закономерность / Статьи — Математическая составляющая
Девочка плачет: шарик улетел.Её утешают, а шарик летит…Булат Окуджава Наполненные гелием воздушные шары в моём детстве были редкостью и завораживали нас своим стремлением ввысь. Теперь, конечно, ими никого не удивишь, но всё равно грустно смотреть вслед...
Но давайте вернёмся к собственно подсчёту разбиений. Ответ про их количество оказывается тоже удивительным (и вдвойне — что получается посчитать их точно, а не только найти асимптотику).
Теорема (N. Elkies, G. Kuperberg, M. Larsen, J. Propp): Количество разбиений АБ порядка n равно 2^{n(n+1)/2}.
См.: https://arxiv.org/abs/math/9201305
См.: https://arxiv.org/abs/math/9201305
arXiv.org
Alternating sign matrices and domino tilings
We introduce a family of planar regions, called Aztec diamonds, and study the ways in which these regions can be tiled by dominoes. Our main result is a generating function that not only gives the...
Собственно, трём взглядам на разбиения АБ и трём доказательствам этой теоремы и посвящена брошюра Е. Смирнова, что я упоминал — так что тут я дальше не пойду. Правда, покажу (без объяснения) одну из картинок — про модель "квадратного льда", с которой ацтекский бриллиант оказывается связанным:
Зато — нам этого ответа уже хватит, чтобы понять, что _угловые_ доминошки действительно должны быть ориентированы так, как предсказывает теорема о полярном круге:
Действительно, пусть мы закрыли угловую клетку горизонтальной доминошкой:
Тогда у клетки B остался только один сосед — так что и её придётся закрывать горизонтальной доминошкой: