三個十四階正交拉丁方的一個系列

原雲南大學66屆物理系學生 ,現昆明理工大學教授張俠輔

 

我們曾經找到一個正交拉丁方系列,它們是十四階的,每三個一組,在同一個組內的三個拉丁方彼此正交。例如:  

 

 

 

這個系列的拉丁方有一個重要性質;我們可取除開第一列以外的任意一列,假設它是第j列(j=23 ,。。。,14),並假設它的元素是aij (i=1,2,…,14), 並且aij{1,2,…,14}.我們以第一列的元素爲被減數,第j列的元素爲減數,做模13的減法,讓一對對應元兩兩相減:

i-aij=ri                      (mod 13)                                     {i=1,2,…,14}

除開減數或被減數爲1的情況,其他十二個差值將彼此不同,因此這十二個差值組成自然數12,。。。12。例如,取上面第一個拉丁方的第二列按此公式相減,我們有:

其中第一行每個元素爲被減數,第二行每個元素爲減數,第三行每個元素爲其上二元素相減得的差數,所謂“模13”的減法,即當被減數小於減數時,將被減數加以一個13,再來與減數相減。

假設任二相互正交拉丁方的第j列的一對同行對應元是aij ,bij,(i=1,2,…,14),aij,bij{1,2,…,14}。我們同樣做這種減法:

aij-bij=ri                               (mod13)                                   (i=1,2,…,14)

同樣地,如果排除減數或被減數爲1的情況,其他十二對減得的差值將互不相同。例如取第一和第二拉丁方的第二列來做對應遠的減法,我們得到:

從上述性質我們用電腦找到了一個十四階正交拉丁方系列,它們共包括80組,每組包含三個相互正交拉丁方。此外,它們還有如下附加性質:

1.第一列元素是自然順序排列:1234567891011121314

2.在第一行中,除開第一個元素外,其餘元素是234567891011121314的某一迴圈排列。

3.在除開第一行和第一列的13*13的區域中,平行於主對角線的斜線上,互不同行也不同列的十二個元素是234567891011121314的某一迴圈排列。但其中有一線上元素全爲一。

4.在每列中,行編號等於這列第一元的值的這個元素是1

5.在任二正交拉丁方的兩對應列中,包含十四對對應元,其中有兩對對應元包含元素“1”,而與“1”對應的二元素剛好相同。

由此可見,如果我們找到每個拉丁方的一個列,例如第二列,我們就能按照上述這些特徵作出整個完整的拉丁方。

下面是我們在電腦上找到的80組三個相互正交十四階拉丁方的完整系列。即有上面所述性質的拉丁方,全部在此系列中。我們只給出每一拉丁方第二列如下:

1,  21438DB5EC976A3419CA5E6B728D85ECA391D64B72

2,  21438DBE6C7A593419DA652BE87C7B6E3C12A9D485

3,  21438DC5BE7A694391E82C7D5BA658CE17BA42963D

4,  2143D9B5EC7A68439172EDC86BA5B7E68AD35419C2

5,  214639DCE57BA8CBA8275D49E163E869D247AC53B1

6,  21468BE3D975ACB7EA95326C1D84C5B93A6427D1E8

7,  21468DB5E37AC985B2A361D4CE97B7A36EDC581924

8,  21469CED857A3B98652DC41EA7B3EB59DA863742C1

9,  2146BE5C8D397A98C543A21ED7B6D7E8C943B6A512

10,      2146DC3B7EA95897A5E3D61C2B84E8D975B246CA31

11,      21473DCEB6A985A6D58E94213B7CD8B2953AE7C614

12,      2147D8C53E9B6A85CA2461EBD379CBA947D368E125

13,      2147EA6D3C85B98DC64B21AE5937C5AE38B942716D

14,      2149836EDC57BA63CBD197E825A4C7B8E54A3D9162

15,      214A953DC76EB8659C31EA827D4B8DCB7A216935E4

16,      214B75CED8693AA8E5D94C317B26B6A28C935714ED

17,      214C7AD539E8B67D5BEC1962A38485C2B7914E36AD

18,      214C8BE6D7A5933415DAC279E8ABC58B37642ED1A9

19,      214C8D9E57A3B6A7D6E48B3125C9C387B2EA65914D

20,      214CE9B763DA583417B5E9D268AC5EB8149D37C26A

21,      214D9B538CE6A7341B8EC5D97A62BE7263DAC51498

22,      214D9CA7358EB67AC63B15D942E8DB6A27E38C9415

23,      214DA85EC9637BC398D26AE751B4D7E6C985432B1A

24,      214DBA97E5863C4D9163CB8E572A79EC4B15AD2863

25,      214DCBA7639E85341A8E59D276CBD8C963EA752B14

26,      214EC9DA8637B57D59621C43EBA8E5D69B83247AC1

27,      2153A9EC468DB7946CE7B21835ADDBE84C93A75216

28,      2153EA4DCB97686A8DC157B329E48D9B47216CE35A

29,      2157CA84E369BD5C9314A2DB7E866AD9415B2EC873

30,      215984DC376BEA49C1B36AD8E752CB479D5E62A183

31,      2159C3A48E6DB763CB41DA72E985DBEA984735C216

32,      215B39CE876D4A8ED96A314C52B7A7B32D8C519E64

33,      215B8A6E473D9C94D8CB571362EAA79D642B318EC5

34,      215D3BA96E47C87A26B915D438ECE86BD5C4A79321

35,      215DB469CE37A84DA127C3B9E865E8659B2437DAC1

36,      215DB4AC6937E864D7A1328EC5B97A2B631EDC9854

37,      215DCA83E79B646A87B1543C29EDCBA3694E72D185

38,      215EA7D3C69B48CB874352AED169D472ECA985361B

39,      215EB4A9D637C889C6D751E32BA4C792ED8B65A143

40,      215EB9C3A8764DA8EB9247C16D53D472AC3965EB18

41,      215ECB69D8473AA8B52D37C19E46C79D854A3E61B2

42,      2163B7C54EDA98361C295DB4A8E77C5B941E826D3A

43,      2163DA94E7C5B8361B24C95DAE8779CA4B16D582E3

44,      21683BE947D5CA361ACE57BD8492BD87EC63A41925

45,      2168A4E5B37DC9361AE94D8C57B2B75DCE862913A4

46,      2168C74EB53A9D361B4EA927D85C5C431BEAD69287

47,      216ACEB4879D534A71B5E96D382C7B5E6C1D392A84

48,      216D7B4C835AE93612CE8B59D4A7DEA683B942751C

49,      216DA7BE4859C33612ECA9B4875DA8479D35E16B2C

50,      2175C4AD836E9B64C281D7EB53A9EB28D946AC3571

51,      217A8E495C36BD4A21C7B6ED859389B6A43127EDC5

52,      217BA853C649ED9C2A6DB418E753ED492A6B3C7581

53,      217CA536BD49E8659D41C3A82E7BC962BE84D7A153

54,      217D4BA9358E6C7ADB381C5942E693A62C5D1E7B84

55,      217D6ECB8495A3564913D27CEB8A7C26DB1EA85394

56,      217EAD948B653C5A261B3E7DC94879BD3815AE42C6

57,      21836CEAD579B44351BA2D69E87C8A6D9751243ECB

58,      21837CE95D6A4B4351CA2D86E9B7EBA7D48C693521

59,      218C7A5B3649EDA6C9D487215E3BED5A9362CB7481

60,      218E3DA7B6C549A64D8EC5219B73BCE5A824D91637

61,      218EB4AC596D7364E8A1D93572CBD7A53C4B862E19

62,      21938E5CA6D47B584C1DB6E7A293D76594E32C8B1A

63,      2193C854DBE7A65C7A1429E6DB38BE85D29C631A74

64,      2195AD3B876E4C3912E8A7D5C46BA7539ED4C186B2

65,      2196C5A3D874EBA8E329C4B16D75EBA9374C85D261

66,      2198AD357C6BE4975EDCB614A832B6EC824DA91573

67,      219C74EBA6835DC37B25AE48D196ED579B2483C6A1

68,      219CA7653ED8B43912E5DACB8746DB4693C285EA17

69,      219D4AC57BE68397CA2E8614DB35BE82C73AD51964

70,      219EA7B635D8C45A7914D286CE3B93C68D2E17A4B5

71,      21A384B5EC7D69584B12CA7E693D7B8AC31649D2E5

72,      21A7E4BD85C9638D7C4B9136E5A2BC2D985EA41736

73,      21A8B495E6C73D79C2A513BE8D64ED2B7A49C36851

74,      21A9B35C86D7E4639B7124ED8AC5985D4EA217C3B6

75,      21AEDB87C695436B983142ACE75D9C25BA3D186E74

76,      21B3EAC968D5745E7D14A2B3C986D7E583B42CA619

77,      21B637CE8D594A8EDB62A14C9357D4E7AC85362B19

78,      21B79C3584DAE698E32DBA16C754A48BE52C619D37

79,      21BD74A96E35C864A7D15E82C39B8953BEC1762DA4

80,      21E7CA49B3685D3E129D8B5C47A66AD981543ECB27

以上A=11B=12C=13D=14

簡體字:

 

三个十四阶正交拉丁方的一个系列

 

我们曾经找到一个正交拉丁方系列,它们是十四阶的,每三个一组,在同一个组内的三个拉丁方彼此正交。例如:  

 

这个系列的拉丁方有一个重要性质;我们可取除开第一列以外的任意一列,假设它是第j列(j=23 ,。。。,14),并假设它的元素是aij (i=1,2,…,14), 并且aij{1,2,…,14}.我们以第一列的元素为被减数,第j列的元素为减数,做模13的减法,让一对对应元两两相减:

i-aij=ri                      (mod 13)                                     {i=1,2,…,14}

除开减数或被减数为1的情况,其它十二个差值将彼此不同,因此这十二个差值组成自然数12,。。。12。例如,取上面第一个拉丁方的第二列按此公式相减,我们有:

其中第一行每个元素为被减数,第二行每个元素为减数,第三行每个元素为其上二元素相减得的差数,所谓“模13”的减法,即当被减数小于减数时,将被减数加以一个13,再来与减数相减。

假设任二相互正交拉丁方的第j列的一对同行对应元是aij ,bij,(i=1,2,…,14),aij,bij{1,2,…,14}。我们同样做这种减法:

aij-bij=ri                               (mod13)                                   (i=1,2,…,14)

同样地,如果排除减数或被减数为1的情况,其它十二对减得的差值将互不相同。例如取第一和第二拉丁方的第二列来做对应远的减法,我们得到:

从上述性质我们用计算机找到了一个十四阶正交拉丁方系列,它们共包括80组,每组包含三个相互正交拉丁方。此外,它们还有如下附加性质:

1.第一列元素是自然顺序排列:1234567891011121314

2.在第一行中,除开第一个元素外,其余元素是234567891011121314的某一循环排列。

3.在除开第一行和第一列的13*13的区域中,平行于主对角线的斜线上,互不同行也不同列的十二个元素是234567891011121314的某一循环排列。但其中有一线上元素全为一。

4.在每列中,行编号等于这列第一元的值的这个元素是1

5.在任二正交拉丁方的两对应列中,包含十四对对应元,其中有两对对应元包含元素“1”,而与“1”对应的二元素刚好相同。

由此可见,如果我们找到每个拉丁方的一个列,例如第二列,我们就能按照上述这些特征作出整个完整的拉丁方。

下面是我们在计算机上找到的80组三个相互正交十四阶拉丁方的完整系列。即有上面所述性质的拉丁方,全部在此系列中。我們只给出每一拉丁方第二列如下:

1,  21438DB5EC976A3419CA5E6B728D85ECA391D64B72

2,  21438DBE6C7A593419DA652BE87C7B6E3C12A9D485

3,  21438DC5BE7A694391E82C7D5BA658CE17BA42963D

4,  2143D9B5EC7A68439172EDC86BA5B7E68AD35419C2

5,  214639DCE57BA8CBA8275D49E163E869D247AC53B1

6,  21468BE3D975ACB7EA95326C1D84C5B93A6427D1E8

7,  21468DB5E37AC985B2A361D4CE97B7A36EDC581924

8,  21469CED857A3B98652DC41EA7B3EB59DA863742C1

9,  2146BE5C8D397A98C543A21ED7B6D7E8C943B6A512

10,      2146DC3B7EA95897A5E3D61C2B84E8D975B246CA31

11,      21473DCEB6A985A6D58E94213B7CD8B2953AE7C614

12,      2147D8C53E9B6A85CA2461EBD379CBA947D368E125

13,      2147EA6D3C85B98DC64B21AE5937C5AE38B942716D

14,      2149836EDC57BA63CBD197E825A4C7B8E54A3D9162

15,      214A953DC76EB8659C31EA827D4B8DCB7A216935E4

16,      214B75CED8693AA8E5D94C317B26B6A28C935714ED

17,      214C7AD539E8B67D5BEC1962A38485C2B7914E36AD

18,      214C8BE6D7A5933415DAC279E8ABC58B37642ED1A9

19,      214C8D9E57A3B6A7D6E48B3125C9C387B2EA65914D

20,      214CE9B763DA583417B5E9D268AC5EB8149D37C26A

21,      214D9B538CE6A7341B8EC5D97A62BE7263DAC51498

22,      214D9CA7358EB67AC63B15D942E8DB6A27E38C9415

23,      214DA85EC9637BC398D26AE751B4D7E6C985432B1A

24,      214DBA97E5863C4D9163CB8E572A79EC4B15AD2863

25,      214DCBA7639E85341A8E59D276CBD8C963EA752B14

26,      214EC9DA8637B57D59621C43EBA8E5D69B83247AC1

27,      2153A9EC468DB7946CE7B21835ADDBE84C93A75216

28,      2153EA4DCB97686A8DC157B329E48D9B47216CE35A

29,      2157CA84E369BD5C9314A2DB7E866AD9415B2EC873

30,      215984DC376BEA49C1B36AD8E752CB479D5E62A183

31,      2159C3A48E6DB763CB41DA72E985DBEA984735C216

32,      215B39CE876D4A8ED96A314C52B7A7B32D8C519E64

33,      215B8A6E473D9C94D8CB571362EAA79D642B318EC5

34,      215D3BA96E47C87A26B915D438ECE86BD5C4A79321

35,      215DB469CE37A84DA127C3B9E865E8659B2437DAC1

36,      215DB4AC6937E864D7A1328EC5B97A2B631EDC9854

37,      215DCA83E79B646A87B1543C29EDCBA3694E72D185

38,      215EA7D3C69B48CB874352AED169D472ECA985361B

39,      215EB4A9D637C889C6D751E32BA4C792ED8B65A143

40,      215EB9C3A8764DA8EB9247C16D53D472AC3965EB18

41,      215ECB69D8473AA8B52D37C19E46C79D854A3E61B2

42,      2163B7C54EDA98361C295DB4A8E77C5B941E826D3A

43,      2163DA94E7C5B8361B24C95DAE8779CA4B16D582E3

44,      21683BE947D5CA361ACE57BD8492BD87EC63A41925

45,      2168A4E5B37DC9361AE94D8C57B2B75DCE862913A4

46,      2168C74EB53A9D361B4EA927D85C5C431BEAD69287

47,      216ACEB4879D534A71B5E96D382C7B5E6C1D392A84

48,      216D7B4C835AE93612CE8B59D4A7DEA683B942751C

49,      216DA7BE4859C33612ECA9B4875DA8479D35E16B2C

50,      2175C4AD836E9B64C281D7EB53A9EB28D946AC3571

51,      217A8E495C36BD4A21C7B6ED859389B6A43127EDC5

52,      217BA853C649ED9C2A6DB418E753ED492A6B3C7581

53,      217CA536BD49E8659D41C3A82E7BC962BE84D7A153

54,      217D4BA9358E6C7ADB381C5942E693A62C5D1E7B84

55,      217D6ECB8495A3564913D27CEB8A7C26DB1EA85394

56,      217EAD948B653C5A261B3E7DC94879BD3815AE42C6

57,      21836CEAD579B44351BA2D69E87C8A6D9751243ECB

58,      21837CE95D6A4B4351CA2D86E9B7EBA7D48C693521

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