(91,10,1)-Blockplan
Der (91,10,1)-Blockplan ist ein spezieller Symmetrischer Blockplan. Um ihn konstruieren zu können, musste dieses kombinatorische Problem gelöst werden: eine leere 91 × 91 - Matrix wurde so mit Einsen gefüllt, dass jede Zeile der Matrix genau 10 Einsen enthält und je zwei beliebige Zeilen genau 1 Eins in der gleichen Spalte besitzen (nicht mehr und nicht weniger). Das klingt relativ einfach, ist aber nicht trivial zu lösen. Es gibt nur gewisse Kombinationen von Parametern (wie hier v = 91, k = 10, λ = 1), für die eine solche Konstruktion überhaupt machbar ist. In dieser Übersicht sind die kleinsten solcher (v,k,λ) aufgeführt.
Bezeichnung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Dieser symmetrische 2-(91,10,1)-Blockplan wird Projektive Ebene oder Desarguessche Ebene der Ordnung 9 genannt.
Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Dieser symmetrische Blockplan hat die Parameter v = 91, k = 10, λ = 1 und damit folgende Eigenschaften:
- Er besteht aus 91 Blöcken und 91 Punkten.
- Jeder Block enthält genau 10 Punkte.
- Je 2 Blöcke schneiden sich in genau 1 Punkt.
- Jeder Punkt liegt auf genau 10 Blöcken.
- Je 2 Punkte sind durch genau 1 Block verbunden.
Existenz und Charakterisierung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Es existieren genau vier nichtisomorphe 2-(91,10,1) - Blockpläne[1][2][3]. Diese Lösungen sind:
- Lösung 1 (selbstdual) mit der Signatur 91·840. Sie enthält 58968 Ovale der Ordnung 10. Dies ist die Desarguessche Ebene
- Lösung 2 (selbstdual) mit der Signatur 91·840. Sie enthält 9720 Ovale der Ordnung 10. Dies ist die Hughes Ebene
- Lösung 3 (dual zur Lösung 4) mit der Signatur 91·840. Sie enthält 2808 Ovale der Ordnung 10. Dies ist die erste Hall Ebene
- Lösung 4 (dual zur Lösung 3) mit der Signatur 91·840. Sie enthält 2808 Ovale der Ordnung 10. Dies ist die zweite Hall Ebene
Liste der Blöcke
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Hier sind alle Blöcke dieses Blockplans aufgelistet; zum Verständnis dieser Liste siehe diese Veranschaulichung
- Lösung 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1 29 30 31 32 33 34 35 36 37 1 38 39 40 41 42 43 44 45 46 1 47 48 49 50 51 52 53 54 55 1 56 57 58 59 60 61 62 63 64 1 65 66 67 68 69 70 71 72 73 1 74 75 76 77 78 79 80 81 82 1 83 84 85 86 87 88 89 90 91 2 11 20 29 38 47 56 65 74 83 2 12 21 30 39 48 57 66 75 84 2 13 22 31 40 49 58 67 76 85 2 14 23 32 41 50 59 68 77 86 2 15 24 33 42 51 60 69 78 87 2 16 25 34 43 52 61 70 79 88 2 17 26 35 44 53 62 71 80 89 2 18 27 36 45 54 63 72 81 90 2 19 28 37 46 55 64 73 82 91 3 11 25 35 45 55 57 67 77 87 3 12 20 33 44 49 61 68 82 90 3 13 28 29 43 54 59 71 78 84 3 14 22 30 38 53 64 69 81 88 3 15 26 32 40 47 63 66 79 91 3 16 21 36 42 50 56 73 76 89 3 17 27 31 46 52 60 65 75 86 3 18 24 37 41 48 62 70 74 85 3 19 23 34 39 51 58 72 80 83 4 11 26 36 46 48 58 68 78 88 4 12 24 35 40 52 59 73 81 83 4 13 20 34 45 50 62 69 75 91 4 14 21 29 44 55 60 72 79 85 4 15 23 31 38 54 57 70 82 89 4 16 27 33 41 47 64 67 80 84 4 17 22 37 43 51 56 66 77 90 4 18 28 32 39 53 61 65 76 87 4 19 25 30 42 49 63 71 74 86 5 11 27 37 39 49 59 69 79 89 5 12 26 31 43 50 64 72 74 87 5 13 25 36 41 53 60 66 82 83 5 14 20 35 46 51 63 70 76 84 5 15 22 29 45 48 61 73 80 86 5 16 24 32 38 55 58 71 75 90 5 17 28 34 42 47 57 68 81 85 5 18 23 30 44 52 56 67 78 91 5 19 21 33 40 54 62 65 77 88 6 11 28 30 40 50 60 70 80 90 6 12 22 34 41 55 63 65 78 89 6 13 27 32 44 51 57 73 74 88 6 14 26 37 42 54 61 67 75 83 6 15 20 36 39 52 64 71 77 85 6 16 23 29 46 49 62 66 81 87 6 17 25 33 38 48 59 72 76 91 6 18 21 35 43 47 58 69 82 86 6 19 24 31 45 53 56 68 79 84 7 11 21 31 41 51 61 71 81 91 7 12 25 32 46 54 56 69 80 85 7 13 23 35 42 48 64 65 79 90 7 14 28 33 45 52 58 66 74 89 7 15 27 30 43 55 62 68 76 83 7 16 20 37 40 53 57 72 78 86 7 17 24 29 39 50 63 67 82 88 7 18 26 34 38 49 60 73 77 84 7 19 22 36 44 47 59 70 75 87 8 11 22 32 42 52 62 72 82 84 8 12 23 37 45 47 60 71 76 88 8 13 26 33 39 55 56 70 81 86 8 14 24 36 43 49 57 65 80 91 8 15 21 34 46 53 59 67 74 90 8 16 28 31 44 48 63 69 77 83 8 17 20 30 41 54 58 73 79 87 8 18 25 29 40 51 64 68 75 89 8 19 27 35 38 50 61 66 78 85 9 11 23 33 43 53 63 73 75 85 9 12 28 36 38 51 62 67 79 86 9 13 24 30 46 47 61 72 77 89 9 14 27 34 40 48 56 71 82 87 9 15 25 37 44 50 58 65 81 84 9 16 22 35 39 54 60 68 74 91 9 17 21 32 45 49 64 70 78 83 9 18 20 31 42 55 59 66 80 88 9 19 26 29 41 52 57 69 76 90 10 11 24 34 44 54 64 66 76 86 10 12 27 29 42 53 58 70 77 91 10 13 21 37 38 52 63 68 80 87 10 14 25 31 39 47 62 73 78 90 10 15 28 35 41 49 56 72 75 88 10 16 26 30 45 51 59 65 82 85 10 17 23 36 40 55 61 69 74 84 10 18 22 33 46 50 57 71 79 83 10 19 20 32 43 48 60 67 81 89
- Lösung 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1 29 30 31 32 33 34 35 36 37 1 38 39 40 41 42 43 44 45 46 1 47 48 49 50 51 52 53 54 55 1 56 57 58 59 60 61 62 63 64 1 65 66 67 68 69 70 71 72 73 1 74 75 76 77 78 79 80 81 82 1 83 84 85 86 87 88 89 90 91 2 11 20 29 38 47 56 65 74 83 2 12 21 30 39 48 57 66 75 84 2 13 22 31 40 49 58 67 76 85 2 14 23 32 41 50 59 68 77 86 2 15 24 33 42 51 60 69 78 87 2 16 25 34 43 52 61 70 79 88 2 17 26 35 44 53 62 71 80 89 2 18 27 36 45 54 63 72 81 90 2 19 28 37 46 55 64 73 82 91 3 11 22 30 44 55 63 68 79 87 3 12 20 31 45 53 64 69 77 88 3 13 21 29 46 54 62 70 78 86 3 14 25 33 38 49 57 71 82 90 3 15 23 34 39 47 58 72 80 91 3 16 24 32 40 48 56 73 81 89 3 17 28 36 41 52 60 65 76 84 3 18 26 37 42 50 61 66 74 85 3 19 27 35 43 51 59 67 75 83 4 11 21 31 41 51 61 71 81 91 4 12 22 29 42 52 59 72 82 89 4 13 20 30 43 50 60 73 80 90 4 14 24 34 44 54 64 65 75 85 4 15 25 32 45 55 62 66 76 83 4 16 23 33 46 53 63 67 74 84 4 17 27 37 38 48 58 68 78 88 4 18 28 35 39 49 56 69 79 86 4 19 26 36 40 47 57 70 77 87 5 11 26 32 39 54 60 67 82 88 5 12 27 33 40 55 61 65 80 86 5 13 28 34 38 53 59 66 81 87 5 14 20 35 42 48 63 70 76 91 5 15 21 36 43 49 64 68 74 89 5 16 22 37 41 47 62 69 75 90 5 17 23 29 45 51 57 73 79 85 5 18 24 30 46 52 58 71 77 83 5 19 25 31 44 50 56 72 78 84 6 11 28 33 43 48 62 72 77 85 6 12 26 34 41 49 63 73 78 83 6 13 27 32 42 47 64 71 79 84 6 14 22 36 46 51 56 66 80 88 6 15 20 37 44 52 57 67 81 86 6 16 21 35 45 50 58 65 82 87 6 17 25 30 40 54 59 69 74 91 6 18 23 31 38 55 60 70 75 89 6 19 24 29 39 53 61 68 76 90 7 11 27 34 46 50 57 69 76 89 7 12 28 32 44 51 58 70 74 90 7 13 26 33 45 52 56 68 75 91 7 14 21 37 40 53 60 72 79 83 7 15 22 35 38 54 61 73 77 84 7 16 20 36 39 55 59 71 78 85 7 17 24 31 43 47 63 66 82 86 7 18 25 29 41 48 64 67 80 87 7 19 23 30 42 49 62 65 81 88 8 11 23 35 40 52 64 66 78 90 8 12 24 36 38 50 62 67 79 91 8 13 25 37 39 51 63 65 77 89 8 14 26 29 43 55 58 69 81 84 8 15 27 30 41 53 56 70 82 85 8 16 28 31 42 54 57 68 80 83 8 17 20 32 46 49 61 72 75 87 8 18 21 33 44 47 59 73 76 88 8 19 22 34 45 48 60 71 74 86 9 11 25 36 42 53 58 73 75 86 9 12 23 37 43 54 56 71 76 87 9 13 24 35 41 55 57 72 74 88 9 14 28 30 45 47 61 67 78 89 9 15 26 31 46 48 59 65 79 90 9 16 27 29 44 49 60 66 77 91 9 17 22 33 39 50 64 70 81 83 9 18 20 34 40 51 62 68 82 84 9 19 21 32 38 52 63 69 80 85 10 11 24 37 45 49 59 70 80 84 10 12 25 35 46 47 60 68 81 85 10 13 23 36 44 48 61 69 82 83 10 14 27 31 39 52 62 73 74 87 10 15 28 29 40 50 63 71 75 88 10 16 26 30 38 51 64 72 76 86 10 17 21 34 42 55 56 67 77 90 10 18 22 32 43 53 57 65 78 91 10 19 20 33 41 54 58 66 79 89
- Lösung 3
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- Lösung 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1 29 30 31 32 33 34 35 36 37 1 38 39 40 41 42 43 44 45 46 1 47 48 49 50 51 52 53 54 55 1 56 57 58 59 60 61 62 63 64 1 65 66 67 68 69 70 71 72 73 1 74 75 76 77 78 79 80 81 82 1 83 84 85 86 87 88 89 90 91 2 11 20 29 38 47 56 65 74 83 2 12 21 30 39 48 57 66 75 84 2 13 22 31 40 49 58 67 76 85 2 14 23 32 41 50 59 68 77 86 2 15 24 33 42 51 60 69 78 87 2 16 25 34 43 52 61 70 79 88 2 17 26 35 44 53 62 71 80 89 2 18 27 36 45 54 63 72 81 90 2 19 28 37 46 55 64 73 82 91 3 11 21 31 41 51 61 71 81 91 3 12 22 29 42 52 59 72 82 89 3 13 20 30 43 50 60 73 80 90 3 14 24 34 44 54 64 65 75 85 3 15 25 32 45 55 62 66 76 83 3 16 23 33 46 53 63 67 74 84 3 17 27 37 38 48 58 68 78 88 3 18 28 35 39 49 56 69 79 86 3 19 26 36 40 47 57 70 77 87 4 11 22 30 44 55 63 68 79 87 4 12 20 31 45 53 64 69 77 88 4 13 21 29 46 54 62 70 78 86 4 14 25 33 38 49 57 71 82 90 4 15 23 34 39 47 58 72 80 91 4 16 24 32 40 48 56 73 81 89 4 17 28 36 41 52 60 65 76 84 4 18 26 37 42 50 61 66 74 85 4 19 27 35 43 51 59 67 75 83 5 11 23 35 40 54 60 66 82 88 5 12 24 36 38 55 61 67 80 86 5 13 25 37 39 53 59 65 81 87 5 14 26 29 45 51 58 73 79 84 5 15 27 30 46 52 56 71 77 85 5 16 28 31 44 50 57 72 78 83 5 17 20 32 42 49 63 70 75 91 5 18 21 33 43 47 64 68 76 89 5 19 22 34 41 48 62 69 74 90 6 11 24 37 43 49 62 72 77 84 6 12 25 35 41 47 63 73 78 85 6 13 23 36 42 48 64 71 79 83 6 14 27 31 39 55 60 70 74 89 6 15 28 29 40 53 61 68 75 90 6 16 26 30 38 54 59 69 76 91 6 17 21 34 45 50 56 67 82 87 6 18 22 32 46 51 57 65 80 88 6 19 20 33 44 52 58 66 81 86 7 11 25 36 46 50 58 69 75 89 7 12 23 37 44 51 56 70 76 90 7 13 24 35 45 52 57 68 74 91 7 14 28 30 42 47 62 67 81 88 7 15 26 31 43 48 63 65 82 86 7 16 27 29 41 49 64 66 80 87 7 17 22 33 39 54 61 73 77 83 7 18 20 34 40 55 59 71 78 84 7 19 21 32 38 53 60 72 79 85 8 11 26 32 39 52 64 67 78 90 8 12 27 33 40 50 62 65 79 91 8 13 28 34 38 51 63 66 77 89 8 14 20 35 46 48 61 72 76 87 8 15 21 36 44 49 59 73 74 88 8 16 22 37 45 47 60 71 75 86 8 17 23 29 43 55 57 69 81 85 8 18 24 30 41 53 58 70 82 83 8 19 25 31 42 54 56 68 80 84 9 11 27 34 42 53 57 73 76 86 9 12 28 32 43 54 58 71 74 87 9 13 26 33 41 55 56 72 75 88 9 14 21 37 40 52 63 69 80 83 9 15 22 35 38 50 64 70 81 84 9 16 20 36 39 51 62 68 82 85 9 17 24 31 46 47 59 66 79 90 9 18 25 29 44 48 60 67 77 91 9 19 23 30 45 49 61 65 78 89 10 11 28 33 45 48 59 70 80 85 10 12 26 34 46 49 60 68 81 83 10 13 27 32 44 47 61 69 82 84 10 14 22 36 43 53 56 66 78 91 10 15 20 37 41 54 57 67 79 89 10 16 21 35 42 55 58 65 77 90 10 17 25 30 40 51 64 72 74 86 10 18 23 31 38 52 62 73 75 87 10 19 24 29 39 50 63 71 76 88
Zyklische Darstellung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Es existiert eine zyklische Darstellung (Singer-Zyklus) für Lösung 1 dieses Blockplans, sie ist isomorph zur obigen Liste der Blöcke. Ausgehend von dem dargestellten Block erhält man die restlichen Blöcke des Blockplans durch zyklische Permutation der in ihm enthaltenen Punkte.
- Lösung 1
1 2 7 11 24 27 35 42 54 56
Orthogonale Lateinische Quadrate (MOLS)
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Diese Projektive Ebene der Ordnung 9 ist äquivalent mit diesen 8 MOLS der Ordnung 9:
- Lösung 1
- Lösung 2
- Lösung 3
- Lösung 4
Oval
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Ein Oval des Blockplans ist eine Menge seiner Punkte, von welcher keine drei auf einem Block liegen. Hier ist ein Beispiel eines Ovals maximaler Ordnung für jede Lösung dieses Blockplans:
- Lösung 1
1 2 11 21 32 55 63 69 76 88
- Lösung 2
1 2 11 21 32 49 62 73 79 90
- Lösung 3
1 2 11 21 42 50 64 72 80 88
- Lösung 4
1 2 11 21 42 50 64 72 80 88
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Thomas Beth, Dieter Jungnickel, Hanfried Lenz: Design Theory. 1. Auflage. B.I. Wissenschaftsverlag, Mannheim/Wien/Zürich 1985, ISBN 3-411-01675-2.
- Albrecht Beutelspacher: Einführung in die endliche Geometrie. Band 1: Blockpläne. B.I. Wissenschaftsverlag, Mannheim/Wien/Zürich 1982, ISBN 3-411-01632-9.
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Zvonimir Janko, Tran van Trung: The Classification of Projective Planes of Order 9 Which Possess an Involution. In: Journal of Combinatorial Theory, Series A. Bd. 33, Nr. 1, 1982, S. 65–75, doi:10.1016/0097-3165(82)90079-6.
- ↑ Rudolf Mathon, Alexander Rosa: 2-(ν, κ, λ) Designs of Small Order. In: Charles J. Colbourn, Jeffrey H. Dinitz (Hrsg.): Handbook of Combinatorial Designs. 2nd Edition. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton FL u. a. 2007, ISBN 978-1-4200-1054-1, S. 25–57.
- ↑ Clement W. H. Lam, Galina Kolesova, Larry Thiel: A computer search for finite projective planes of order 9. In: Discrete Mathematics. Bd. 92, Nr. 1/3, 1991, S. 187–195, doi:10.1016/0012-365X(91)90280-F.