Математические байки – Telegram
Математические байки
4.3K subscribers
1.44K photos
15 videos
27 files
914 links
Рассказы про разную математику.

Архив: http://dev.mccme.ru/~merzon/mirror/mathtabletalks/
Download Telegram
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:
А тогда и клетку C, и так далее: пошла "лесенка":
Более того, такая же лесенка пойдёт и вниз:
И в результате остаётся неразбитым опять АБ — но порядка (n-1). А у него разбиений (по той же теореме) 2^{n(n-1)/2}.
То есть _доля_ тех разбиений, где угловая доминошка ориентирована "не как надо", равна
2^{n(n-1)/2} / 2^{n(n+1)/2} = 1/2^n
(потому что разница двух треугольных чисел в показателе как раз равна n).
Понятно, что начиная с n=10, мы событий столь малой вероятности практически не увидим.
Ну и это подсказывает общую точку зрения: мы видим такую картинку, как выше, не потому, что что-либо иное совсем запрещено — а потому, что их просто сильно меньше, чем всех.

Точно так же, как выкинуть 10 орлов из 100 подбрасываний не запрещено — но число способов это сделать сильно-сильно меньше, чем общее число вариантов.
И кстати, это же подсказывает, что "наивные" методы построения случайного разбиения не пройдут: нельзя, например, взять какую-нибудь свободную клетку, подкинуть монетку, чтобы решить, куда пойдёт из неё доминошка, и перейти к следующей свободной клетке. Потому что при _равномерном_ выборе разбиения шанс, что доминошка в левом углу вертикальная, должен быть близок к 1. А вовсе не, скажем, 1/2.
Более того, это же подсказывает, что нет у нас шансов и выбрать случайное разбиение, сначала перечислив их все: уже для n=10, их количество это
2^{n(n+1)/2} = 2^55, и получается совсем не тот объём информации, который можно хранить на компьютере (учитывая, что каждый ещё и задавать надо, и это не один бит — получается порядок эксабайт(!))...
Нет, конечно, я не то, чтобы вру, но сгущаю краски — можно и считать, и генерировать "бегущим профилем", и это сразу нас вернёт в разумные количества. Но до n=200 даже так, "грубой силой", не дотянуться.
Так как же можно нарисовать случайное разбиение?
(А картинки выше действительно были выбраны равновероятно среди всех — ну, точнее, равновероятно в пределах точности компьютерного датчика случайных чисел.)
Оказывается, для АБ есть сразу несколько способов это сделать — но прежде, чем их описывать, мне хочется дополнительно мотивировать разбиения на доминошки как объекта изучения.

Тут, на самом деле, можно много чего сказать (примерно на годовой спецкурс — легко), но простейшая мотивация — это переход с квадратной решётки на треугольную.