OEIS:ポリオミノの個数(1)

OEIS(http://oeis.org/)で、ポリオミノの個数に関する整数列を整理する。

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ポリオミノ

ポリオミノとは

正方形を辺でつなげていった図形を「ポリオミノ」と呼ぶ。例を図1に示す。

図1 ポリオミノの例

正方形をつないでいく際には、辺と辺がぴったりとあっていないといけない(図2の(a)はダメ)。ポリオミノは、全体がつながっていないといけない(図2の(b)はダメ)。正方形の頂点の衝突は、つながっているとは見なさない(図2の(c))。ただし、全体がつながっていれば、図2(c)のような頂点の衝突が部分的に存在しても良い。

図2 不正なつなぎ方の例

ポリオミノは、正方格子の格子線に沿って描くことができる。 典型的なポリオミノとして、立方体の展開図、ヤング図形、が挙げられる(図3)。

図3 ポリオミノの典型例
左:立方体の展開図、右:ヤング図形

A105(ポリオミノ

A000105 - OEIS

データ

n01234567891011...
A105(n)1112512351083691285465517073...

数列(offset=0)は、1, 1, 1, 2, 5, 12, 35, 108, 369, 1285, 4655, 17073, 63600, 238591, 901971, 3426576, 13079255, 50107909, 192622052, 742624232, 2870671950, 11123060678, 43191857688, 168047007728, 654999700403, 2557227044764, 9999088822075, 39153010938487, 153511100594603, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

n=1: モノミノ: 1種。

n=2: ドミノ: 1種。

n=3: トロミノ: 2種。

n=4: テトロミノ: 5種。

n=5: ペントミノ: 12種。

n=6: ヘキソミノ: 35種。

穴による分類

A1419(穴のあるポリオミノ

A001419 - OEIS

データ

n123456789101112...
A1419(n)00000016371959794663...

数列(offset=1)は、0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 6, 37, 195, 979, 4663, 21474, 96496, 425449, 1849252, 7946380, 33840946, 143060339, 601165888, 2513617990, 10466220315, 43425174374, 179630865835, 741123699012, 3050860717372, ...と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、穴があるポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

n=7: 1種。

n=8: 6種。

n=9: 37種。

n=10: 195種類 → 穴あきポリオミノ:n=10 - pzdcの雑記

A104(穴のないポリオミノ

A000104 - OEIS

データ

n01234567891011...
A104(n)1112512351073631248446016094...

数列(offset=1)は、1, 1, 1, 2, 5, 12, 35, 107, 363, 1248, 4460, 16094, 58937, 217117, 805475, 3001127, 11230003, 42161529, 158781106, 599563893, 2269506062, 8609442688, 32725637373, 124621833354, 475368834568, 1816103345752, 6948228104703, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、穴がないポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

関係

A105(n) = A104(n) + A1419(n)

ポリオミノ)=(穴のないポリオミノ)+(穴のあるポリオミノ

表で確認。

n1234567891011...
A105(n)112512351083691285465517073...
A104(n)112512351073631248446016094...
A1419(n)0000001637195979...

対称性による分類

A6749(対称性のないポリオミノ

A006749 - OEIS

データ

n1234567891011...
A6749(n)0001520843161196446116750...

数列(offset=1)は、0, 0, 0, 1, 5, 20, 84, 316, 1196, 4461, 16750, 62878, 237394, 899265, 3422111, 13069026, 50091095, 192583152, 742560511, 2870523142, 11122817672, 43191285751, 168046076423, 654997492842, 2557223459805, 9999080270766, 39152997087077, 153511067364760, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、対称性を(自明な恒等操作以外に)持たないポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

n=4: 1種。

n=5: 5種。

n=6: 20種。

A6746(垂直ミラーのポリオミノ

A006746 - OEIS

データ

n1234567891011121314...
A6746(n)00012692338901473415641294...

数列(offset=1)は、0, 0, 0, 1, 2, 6, 9, 23, 38, 90, 147, 341, 564, 1294, 2148, 4896, 8195, 18612, 31349, 70983, 120357, 271921, 463712, 1045559, 1792582, 4034832, 6950579, 15619507, 27023509, 60638559, 105320716, 236006955, 411364068, 920626423, 1609836928, ...と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、格子線の内の一つに平行な軸に関して線対称で、かつそれ以外の対称性を持たないポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

n=4: 1種。

n=5: 2種。

n=6: 6種。

n=7: 9種。

n=8: 23種。

n=9: 38種。

A6748(対角ミラーのポリオミノ

A006748 - OEIS

データ

n123456789101112131415...
A6748(n)00102275262291793263011186...

数列(offset=1)は、0, 0, 1, 0, 2, 2, 7, 5, 26, 22, 91, 79, 326, 301, 1186, 1117, 4352, 4212, 16119, 15849, 60174, 60089, 226146, 228426, 854803, 872404, 3247207, 3342579, 12389106, 12850662, 47448984, 49544820, 182338754, 191529007, 702807040, 742163178, 2716205709, 2882119756, ...と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、格子の対角線(の内の一つ)に関して線対称で、かつそれ以外の対称性を持たないポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

n=3: 1種。

n=5: 2種。

n=6: 2種。

n=7: 7種。

n=8: 5種。

n=9: 26種。

n=10: 22種。

A6747(C_2ポリオミノ

A006747 - OEIS

データ

n1234567891011121314...
A6747(n)0001154181973732782831076...

数列(offset=1)は、0, 0, 0, 1, 1, 5, 4, 18, 19, 73, 73, 278, 283, 1076, 1090, 4125, 4183, 15939, 16105, 61628, 62170, 239388, 240907, 932230, 936447, 3641945, 3651618, 14262540, 14277519, 55987858, 55961118, 220223982, 219813564, 867835023, 865091976, 3425442681, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、C_2対称性に属するポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

(自明な恒等変換を除き)180度回転以外の対称操作を持たないことに注意。

n=4: 1種。

n=5: 1種。

n=6: 5種。

n=7: 4種。

n=8: 18種。

n=9: 19種。

A56877(垂直ミラー2つのポリオミノ

A056877 - OEIS

データ

n123456789101112131415...
A56877(n)01111234481015173035...

数列(offset=1)は、0, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 4, 4, 8, 10, 15, 17, 30, 35, 60, 64, 117, 128, 236, 241, 459, 476, 937, 912, 1813, 1789, 3706, 3456, 7187, 6779, 14712, 13161, 28571, 25839, 58457, 50348, 113798, 98957, 232718, 193375, 453969, 380522, 927601, 745248, 1813219, 1468202, 3702063, ...と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、格子線2本に平行な2軸に対して線対称なポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

D_4対称性のポリオミノの一部。

n=2~5: 各1種。

n=6: 2種。

n=7: 3種。

n=8: 4種。

n=9: 4種。

n=10: 8種。

n=11: 10種。

A56878(対角ミラー2つのポリオミノ

A056878 - OEIS

データ

n123456789101112131415...
A56878(n)000000110123356...

数列(offset=1)は、0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 2, 3, 3, 5, 6, 14, 9, 20, 20, 56, 32, 80, 64, 224, 114, 315, 217, 863, 397, 1234, 751, 3331, 1400, 4816, 2632, 12815, 4973, 18792, 9349, 49400, 17810, 73338, 33557, 190643, 64309, 286368, 121511, 737532, 233891, 1119215, 443271, 2859154, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、格子の対角線2軸に対して線対称なポリオミノの数。回転または裏返しで重なるものを同一とみなす。

D_4対称性のポリオミノの一部。

n=7: 1種。

n=8: 1種。

n=10: 1種。

n=11: 2種。

n=12: 3種。

n=13: 3種。

n=14: 5種。

n=15: 6種。

A144553(C_4ポリオミノ

A144553 - OEIS

データ

n123456789101112131415...
A144553(n)000000010003200...

数列(offset=1)は、0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 3, 2, 0, 0, 12, 7, 0, 0, 44, 25, 0, 0, 165, 90, 0, 0, 603, 319, 0, 0, 2235, 1136, 0, 0, 8283, 4088, 0, 0, 30936, 14868, 0, 0, 116111, 54526, 0, 0, 438465, 201527, 0, 0, 1663720, 750169, 0, 0, 6342211, 2809931, 0, 0, 24273767, ...と続く。

4k(k=2,3,...)または4k+1(k=3,4,...)の時のみ、非零の値を取る。

n8912131617202124252829...
A144553(n)1032127442516590603319...

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、C_4対称性に属するポリオミノの数。裏返しで重なるものを同一とみなす。

n=8: 1種。

n=12: 3種。

n=13: 2種。

n=16: 12種。

n=17: 7種。

A142886(D_8ポリオミノ

A142886 - OEIS

データ

n123456789101112131415...
A142886(n)100110012003200...

数列(offset=0)は、1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 3, 2, 0, 0, 5, 4, 0, 0, 12, 7, 0, 0, 20, 11, 0, 0, 45, 20, 0, 0, 80, 36, 0, 0, 173, 65, 0, 0, 310, 117, 0, 0, 664, 216, 0, 0, 1210, 396, 0, 0, 2570, 736, 0, 0, 4728, 1369, 0, 0, 9976, 2558, 0, 0, 18468, 4787, ...と続く(対称性による分類の中では、これだけ offset が 0 なので注意)。

4k(k=1,2,...)または4k+1(k=0,1,...)の時のみ、非零の値を取る。

n145891213161720212425...
A142886(n)1111232541272011...

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、対称性 D_8 に属するポリオミノの数。

ポリオミノの取りうる対称性の中では、最も高い対称性のグループ。線対称軸を4つ持ち、90度回転でも不変。

n=1, 4, 5, 8: 各1種。

n=9: 2種。

n=12: 3種。

n=13: 2種。

関係

A105(n) = A6749(n) + A6746(n) + A6748(n) + A6747(n) + A56877(n) + A56878(n) + A144553(n) + A142886(n)

ポリオミノ)=(対称性なし)+(垂直ミラー)+(対角ミラー)+(C_2)+(垂直ミラー2つ)+(対角ミラー2つ)+(C_4)+(D_8)

参考(忘れた人用):

表で確認。

n123456789101112131415...
A105(n)112512351083691285465517073636002385919019713426576...
A6749(n)0001520843161196446116750628782373948992653422111...
A6746(n)000126923389014734156412942148...
A6748(n)00102275262291793263011186...
A6747(n)00011541819737327828310761090...
A56877(n)01111234481015173035...
A56878(n)000000110123356...
A144553(n)000000010003200...
A142886(n)100110012003200...

対称性に関する特別なグループ

A988(片面ポリオミノ

A000988 - OEIS

データ

n123456789101112...
A988(n)112718601967042500918933896126759...

数列(offset=0)は、1, 1, 1, 2, 7, 18, 60, 196, 704, 2500, 9189, 33896, 126759, 476270, 1802312, 6849777, 26152418, 100203194, 385221143, 1485200848, 5741256764, 22245940545, 86383382827, 336093325058, 1309998125640, 5114451441106, 19998172734786, 78306011677182, 307022182222506, 1205243866707468, 4736694001644862, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの数。ただし、裏返したポリオミノを同一視しない。回転して重なるものは同一とみなす。

n=4(テトロミノ)の場合、(L, I, T, S, Oの5種類)+(LとSの裏返し)で、7種。

関係

A988(n) = 2 A6749(n) + A6746(n) + A6748(n) + 2 A6747(n) + A56877(n) + A56878(n) + 2 A144553(n) + A142886(n).

(片面)= 2(対称性なし)+(垂直ミラー)+(対角ミラー)+2(C_2)+(垂直ミラー2つ)+(対角ミラー2つ)+2(C_4)+(D_8)

裏返しに関する対称性を持つポリオミノは1回、裏返しに関する対称性を持たないポリオミノは2回カウントされる。

A30228(カイラルポリオミノ

A030228 - OEIS

データ

n123456789101112...
A30228(n)000262588335121545341682363159...

数列(offset=0)は、 1, 0, 0, 0, 2, 6, 25, 88, 335, 1215, 4534, 16823, 63159, 237679, 900341, 3423201, 13073163, 50095285, 192599091, 742576616, 2870584814, 11122879867, 43191525139, 168046317330, 654998425237, 2557224396342, 9999083912711, 39153000738695, 153511081627903, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、裏返したら(回転で重なるものを同値として)変化するポリオミノ

線対称でないポリオミノ

関係

・A30228(n) = A6749(n) + A6747(n) + A144553(n)

(カイラル)=(対称性なし)+(C_2)+(C_4)

・A30228(n) = A988(n) - A105(n)

(カイラル)=(片面)-(ポリオミノ

ダブルカウントされているものを求める。

A1168(固定されたポリオミノ

A001168 - OEIS

データ

n1234567891011...
A1168(n)12619632167602725991036446135268...

数列(offset=0)は、1, 1, 2, 6, 19, 63, 216, 760, 2725, 9910, 36446, 135268, 505861, 1903890, 7204874, 27394666, 104592937, 400795844, 1540820542, 5940738676, 22964779660, 88983512783, 345532572678, 1344372335524, 5239988770268, 20457802016011, 79992676367108, 313224032098244, 1228088671826973, ... と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの数。ただし、回転についても、裏返しについても、同値とみなさない。

関係

A1168(n) = 8 A6749(n) + 4 A6746(n) + 4 A6748(n) + 4 A6747(n) + 2 A56877(n) + 2 A56878(n) + 2 A144553(n) + A142886(n)

(固定)=8(対称性なし)+4(垂直ミラー)+4(対角ミラー)+4(C_2)+2(垂直ミラー2つ)+2(対角ミラー2つ)+2(C_4)+(D_8)

位数nの対称性のポリオミノは8/n回ずつカウントする。

A144554(点対称なポリオミノ

A144554 - OEIS

データ

n123456789101112131415...
A144554(n)11133782525828530230711111131...

数列(offset=1)は、1, 1, 1, 3, 3, 7, 8, 25, 25, 82, 85, 302, 307, 1111, 1131, 4216, 4267, 16076, 16253, 61976, 62475, 239927, 241447, 933576, 937574, 3644073, 3653624, 14267757, 14281711, 55996279, 55968648, 220244340, 219829297, 867868410, 865120447, 3425522409, 3410557920, 13540713898, 13466370893, 53596553368, ...と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、点対称なポリオミノ。回転または裏返しによって重なるものを同一とみなす。

関係

A144554(n)= A6747(n) + A56877(n) + A56878(n) + A144553(n) + A142886(n)

(点対称)=(C_2)+(垂直ミラー2つ)+(対角ミラー2つ)+(C_4)+(D_8)

参考

こちら(https://seesaawiki.jp/tentaisho-study/d/%a5%dd%a5%ea%a5%aa%a5%df%a5%ce%a1%a7%a5%b5%a5%a4%a5%ban%a4%ce%c5%c0%c2%d0%be%ce%b7%c1)に例を載せている。

A30227(線対称なポリオミノ

A030227 - OEIS

データ

n123456789101112131415...
A30227(n)112361020347012125044191216303375...

数列(offset=1)は、1, 1, 2, 3, 6, 10, 20, 34, 70, 121, 250, 441, 912, 1630, 3375, 6092, 12624, 22961, 47616, 87136, 180811, 332549, 690398, 1275166, 2648422, 4909364, 10199792, 18966700, 39416488, 73497642, 152777230, 285569898, 593717419, 1112188817, 2312672439, 4340728280, ...と続く。

定義

n 個の正方形からなるポリオミノの内、線対称なポリオミノ。回転または裏返しによって重なるものを同一とみなす。

関係

A30227(n)= A6746(n) + A6748(n) + A56877(n) + A56878(n) + A142886(n)

(線対称)=(垂直ミラー1つ)+(対角ミラー1つ)+(垂直ミラー2つ)+(対角ミラー2つ)+(D_8)