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多格骨牌(Polyomino),又稱多連塊、多連方、多方塊或多連方塊,是由全等正方形連成的圖形,包括四格骨牌、五格骨牌、六格骨牌等,n格骨牌的個數為(鏡射或旋轉視作同一種):
除了n=0, 1, 2的顯然易見的條件以外,只有n=5的時候才能用所有的n格骨牌填滿一個長方形(見五格骨牌#長方形填充),n=3的情形顯然無解,對n=4和n=6無解的證明需要使用肢解西洋棋盤問題的概念,而 n ≥ 7 {\displaystyle n\geq 7} 時,n格骨牌中有些骨牌的中間有空洞,因此也無解。
多格骨牌有三种,以对称分类:
若A(n)是自由n格骨牌的总数,則有猜想說明
A n ∼ c λ n / n {\displaystyle A_{n}\sim c\lambda ^{n}/n}
其中 c ≈ 0.3169 , λ ≈ 4.0626 {\displaystyle c\approx 0.3169,\ \lambda \approx 4.0626} 。但是这个是未解决的问题,缺乏证明。[7]
但是有证明表示A為指數增長[8][9]( 4.00253 < λ < 4.65 {\displaystyle 4.00253<\lambda <4.65} )
lim n → ∞ ( A n ) 1 / n = λ {\displaystyle \lim _{n\to \infty }(A_{n})^{1/n}=\lambda }
這些問題有些是NP完全的,或與递归集合有關。
任何少於或等於六格的骨牌都可以鋪滿整個平面,因為它們都滿足康威準則,而在全部108種七格骨牌中,有101種滿足康威準則,有104種可以鋪滿整個平面,另外4種(包括唯一一個中間有洞的那種)無法鋪滿整個平面,至於369種八格骨牌則有320種滿足康威準則,有343種可以鋪滿整個平面;1285種九格骨牌中則有960種滿足康威準則,有1050種可以鋪滿整個平面。
若需要至少n個多格骨牌P覆盖任何长方形(或矩形的格子),则n是P的次数(order)。若一個多格骨牌不可以覆盖(如Z形的四格骨牌),則其次数是未定义的。[11][1][12]
L形骨牌有次数2。[13]
次数 4 n {\displaystyle 4n} 的骨牌存在(n是整数)。[12]
次数3的骨牌不存在。[14][12]
可不可以使用5、7或9個骨牌密铺一个长方形這個問題仍未解答。有次数2的骨牌P,可以使用11個P覆盖一个更大的长方形。[15][1][12]
更大奇数次数的骨牌存在。[16][17]
截至2020年,有两个未解决的问题:
若可以用骨牌A覆盖每個n格骨牌,则A是共同超形式(common superform、CS)。若A是共同超形式中面积最小的那個,则A是最小共同超形式(minimal common superform、MCS)。比如,五格骨牌的MCS是下面两個九格骨牌。无论P是哪一個五格骨牌,P都可以放在这两個骨牌裡。[1][12][18]
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