Numerical and Symbolic Studies of the Peaceable Queens Problem
我们讨论,并取得部分进展,和平皇后问题,OEIS序列A250000的主角。用符号的方法证明了Jubin构造两个五边形至少是一个局部最优值。在数值上,我们找到了一些特定配置的精确数值最优解。我们的方法可以很容易地应用到更复杂的配置与更多的参数。
2019-05-16 math.CO
The n-queens solution count Q(n) is divisible by 4
Technical University of Denmark (DTU)(丹麦技术大学)
本文证明当n≥6时,n后问题的解数Q(n)能被4整除。
2026-01-09 math.CO
A lower bound for the $n$-queens problem
$n$ -皇后难题是将$n$相互不攻击的皇后放在$n \times n$棋盘上。我们提出了一个简单的两阶段随机算法来构造这样的配置。在第一阶段,随机贪婪算法构造近似的\textit{toroidal} $n$ -queens配置。在这个著名的变体中,对角线从左到右,从上到下环绕着板。我们表明,该算法成功地将$(1-o(1))n$皇后在董事会上的概率很高。在第二阶段,吸收体的方法被用来获得一个完整的解决方案,非环形问题。通过计算在随机贪婪算法的每一步中可用的选择的数量,我们得出结论,对于$n$ -queens问题,有多于$\left( \left( 1 - o(1) \right) n e^{-3} \right)^n$的解。这证明了Rivin,Vardi和Zimmerman的一个强形式的猜想。
2021-07-09 math.CO
Queens in exile: non-attacking queens on infinite chess boards
用数字0,1,2,.以某种方式给棋盘(可能是无限的)的单元格编号。考虑细胞的顺序,当且仅当它不会攻击任何先前的女王时,将女王放在细胞中。问题是确定皇后的位置。我们研究的问题,大小为Z × Z的双无限棋盘沿正方形螺旋线编号,和一个无限的单象限棋盘(大小为N × N)沿反对角线编号。在第一种情况下,我们给出了一个相当完整的解决方案,基于Tribonacci词。这与组合博弈有关。
2019-07-28 math.CO
New constructions for the $n$-queens problem
设$D$是一个有向图,可能有环。$D$的皇后标记是双射函数$l:V(G)\longrightarrow \{1,2,\ldots,|V(G)|\}$,使得对于$E(D)$中的每对弧,即$(u,v)$和$(u',v')$,我们有(i)$l(u)+l(v)\neq l(u')+l(v')$和(ii)$l(v)-l(u)\neq l(v')-l(u')$。类似地,如果模$n=|V(G)|$满足这两个条件,则我们定义模皇后标记。$1$ -正则有向图的(模)皇后标号与(模)$n$ -皇后问题的解之间存在一个双射. $\otimes_h$ -积是在2008年引入的,作为Kronecker积的推广,从那时起,已经使用$\otimes_h$ -积和一些特殊的图族建立了许多标签之间的关系。本文研究了一类允许(模)皇后标号的$1$ -正则有向图,并利用$\otimes_h$ -积给出了一个关于(模)$n$ -皇后问题的新构造,在某种意义上补充了Pólya的一个结果.
2019-08-31 math.CO
A $q$-Queens Problem. V. Some of Our Favorite Pieces: Queens, Bishops, Rooks, and Nightriders
第一至第四部分表明,在$n\times n$棋盘上放置$q$非攻击皇后或类似棋子的方法的数量是$n$的拟多项式函数,其系数本质上是$q$中的多项式。对于部分皇后,其中有一个子集的皇后的举动,我们证明了完整的公式,这些计数quasipolynomials为小数量的件和其他公式的高阶系数的一般计数quasipolynomials。通过计算由内而外多面体顶点的显式算子,我们得到了这些拟多项式周期的上界和下界。在这里,我们发现更多的计数quasipolynomials部分皇后,熟悉和陌生的,nightrider和其子片,我们比较我们的结果的经验公式发现Kotšc。本文证明了Kotšc关于拟多项式及其高阶系数的一些公式和定理,并在某些情况下超越了它们。
2020-07-17 math.CO
Tight lower bounds for connected queen domination problems on the chessboard
1.我们首先给出了NXN棋盘上连通最小皇后控制(或覆盖)问题的下界为2N/3-1-上界最多只高出2,并且很容易证明。2.然后我们定义了k-色连通最小女王控制,并将上述证明推广到(2 N-k- 2)/3的下界,其中参数k可以增加以得到递减的下界LB(N,k),直到达到地板N/2的简单控制下界. 3.我们还讨论了连通控制问题的扩展和额外的方向。
2016-08-08 math.CO
A q-queens problem. VII. Combinatorial types of nonattacking chess riders
在一个凸多边形棋盘上,三个具有$r$移动的相同国际象棋骑手(如皇后、主教或暗夜骑士)的非攻击配置的组合类型的数量等于$r(r^2+3r-1)/3$,如Chaiken、Hanusa和Zaslavsky(2019)所述。类似地,对于任何数量的相同的3步骑手,组合类型的数量与实际移动无关。
2020-06-11 math.CO
A $q$-Queens Problem. III. Nonattacking Partial Queens
我们应用我们的几何理论来计算$q$在$n\times n$棋盘上的非攻击性位置,从第一部分到第二部分,部分皇后:也就是说,棋子的水平,垂直和$45^\circ$对角移动的任何组合。第一部分和第二部分表明,对于任何骑手(一件移动无限长)的答案将是一个准多项式函数的$n$中的系数基本上是多项式在$q$。这些一般性结果给出了计数拟多项式的三个最高阶系数和两个非攻击棋子的位置计数公式以及组合上不同的这种位置类型。相比之下,我们在这里提出的统一框架,部分皇后允许我们显式计算的四个最高阶系数的计数拟多项式,显示,五个最高阶系数是常数(独立于$n$),并找到下一个系数的周期(这取决于确切的一组移动)。此外,对于三个非攻击部分皇后,我们能够证明非攻击位置的总数和它们的组合不同类型的数量的公式。证明的方法,在前面的部分中,是通过详细分析由内而外的多面体的子空间的格。
2018-07-10 math.CO
The q-Queens Problem: One-Move Riders on the Rectangular Board
本文将Chaiken等人的结果推广到矩形$m\times n$棋盘上.本文用对称函数理论和生成函数理论两种不同的方法,给出了一步棋在棋盘上的非攻击构形数的显式计算公式。利用这些新发现的结果,解决了几个问题和公开问题,推广了Kotesovec发现的各种公式。
2015-01-27 math.CO
A $q$-Queens Problem. II. The Square Board
我们将第一部分中的计数理论应用到$n\times n$棋盘上,研究具有无限直线移动的棋子的非攻击性放置,例如皇后。第一部分表明,放置$q$相同的非攻击棋子的方法的数量由$n$的一个$2q$次的拟多项式函数给出,其系数(本质上)是$q$中循环依赖于$n$的多项式。在这里,我们研究的准多项式和它的系数,这是有界的功能,不太了解,一块的移动方向的周期,我们开发的精确公式非常高的系数。$n$的三个最高幂的系数不随$n$而变化。另一方面,我们提出了简单的第四个系数周期性变化的作品。我们开发的计数准多项式,将被应用在续集部分皇后,其动作是那些女王的子集,和nightrider,其动作是扩展骑士的动作的详细属性。我们的结论与第一个,虽然奇怪,公式的经典$n$皇后问题和几个示意图和开放的问题。
2014-08-07 math.CO
A $q$-Queens Problem. VI. The Bishops' Period
在$n\times n$正方形棋盘上放置$q$非攻击皇后、主教或类似棋子的方法的数量本质上是$n$的拟多项式函数(本系列的第一部分)。拟多项式的周期很难确定。在这里,我们证明,经验观察期间2为3至10主教是确切的期间为每一个主教人数大于2。证明依赖于有符号图和Ehrhart理论的由内而外的多面体。
2018-07-11 math.CO
A $q$-Queens Problem. IV. Attacking Configurations and Their Denominators
在第一至第三部分中,我们证明了在$n\times n$棋盘上放置$q$非攻击皇后或类似棋子的方法的数目是$n$的拟多项式函数,其系数本质上是$q$中的多项式。在这一部分中,我们集中在这些拟多项式的周期。我们计算由内而外的多面体的顶点的周期因子,因为周期是由它们的最小公分母限定的,并且在理论上等于它们的最小公分母。我们找到一个精确的公式,分母的每一个棋子与一个移动和两个移动棋子有一个水平移动。对于有三个或更多移动的棋子,我们产生与斐波那契数相关的几何结构,这些几何结构显示分母至少随$q$呈指数增长。
2018-07-10 math.CO
New bounds on the number of n-queens configurations
在$n \times n$棋盘上,$n$的皇后可以用多少种方式放置,从而不会有两个皇后互相攻击?这就是著名的$n$ -queens问题。令$Q(n)$表示这种构形的数目,令$T(n)$表示环形棋盘上构形的数目。我们证明了对于形式为$4^k+1$的每个$n$,$T(n)$和$Q(n)$都至少是$n^{Ω(n)}$。这个结果证实了Rivin,Vardi和Zimmerman对这些值的推测$n$。我们还提出了新的上界$T(n)$和$Q(n)$使用熵的方法,并推测,在$T(n)$的情况下,该界是渐近紧的。一路上,我们证明了正则超图中完美匹配数的一个上界,这可能是独立的兴趣。
2017-05-16 math.CO
A $q$-Queens Problem. I. General Theory
利用Ehrhart的内面向外多面体理论,我们建立了多边形凸棋盘上具有无限直线移动的棋子(如皇后)的非攻击性放置的一般计数理论.将$q$相同的非攻击棋子放置在尺寸可变但形状固定的$q$上的方法的数量由$n$的准多项式函数给出,次数为$2q$,其系数是$q$中的多项式。非攻击配置的组合不同类型的数量是我们在$n=-1$上的拟多项式的求值。拟多项式有一个精确的公式,它依赖于加权图的拟阵,而加权图的拟阵又由实仿射平面中直线的关联性质决定。我们研究的最高程度的系数和期间的拟多项式,这是需要的,如果拟多项式是从数据插值,这是有界的一些功能,不太了解,董事会和一块的移动方向。在随后的部分中,我们专门讨论了方形棋盘,然后讨论了皇后移动的子集,并且我们证明了少量皇后,主教和暗夜骑士的精确公式(大多数但不是全部都是经验已知的)。每个部分都有开放性问题,既有专业性的,也有广泛性的。
2014-02-20 math.CO
Art gallery problem with rook and queen vision
在一个给定的多角棋(一个正方形网格中正方形瓷砖的联合)中,需要多少个车或皇后来守卫所有的正方形?这个问题是美术馆问题的一个版本,在美术馆问题中,卫兵可以“看到”车或皇后攻击的任何一个正方形。我们表明,地板(n/2)车或地板(n/3)皇后是足够的,有时是必要的,以保护一个polyomino n瓷砖。我们还证明了寻找最小数量的车或最小数量的皇后需要保护一个polyomino是NP难的。这些结果也适用于d维车和皇后的d维多维立方体。我们还使用二分匹配定理来描述集的非攻击车的polyominoes。
2018-11-20 cs.CC math.CO
Closed-Form Expressions for the n-Queens Problem and Related Problems
本文利用$(0,1)$矩阵的积和式,导出了$n$ -queens问题及三个相关问题的简单封闭形式.这些公式是同类中的第一个。此外,他们提供了解决这些问题的多项式空间,有一个非平凡的时间复杂度界的第一种方法。然后,我们将展示如何封闭形式的拉丁广场的数量顺序$n$如下从我们的方法。最后,我们证明了下界。特别是,我们表明,永久的舒尔的复值矩阵是一个下界的环形半皇后问题,或等价地,在循环拉丁方的横截数。
2017-04-08 cs.DM math.CO
The $n$-queens completion problem
ETH(苏黎世联邦理工学院);Institute for Theoretical Studies, ETH(苏黎世联邦理工学院理论研究所)
$n$ -皇后配置是在$n\times n$棋盘上放置$n$相互不攻击的皇后。$n$ -queens完备化问题是由Nauck在1850年提出的,它决定一个给定的部分构形是否可以完备为一个$n$ -queens构形。在本文中,我们研究这个问题的一个极端方面,即:如何小必须部分配置,使完成总是可能的?我们表明,任何放置最多$n/60$相互不攻击皇后可以完成。我们还提供了部分配置的大致$n/4$皇后,不能完成,并制定了一些有趣的问题。我们的证明连接皇后问题的彩虹匹配在二部图和使用概率参数连同线性规划对偶。
2022-05-31 cs.AI cs.DM math.CO
The $n$-Queens Problem in Higher Dimensions
本文研究高维n皇后问题,提出带有效不等式加强的整数规划方法,计算速度较现有基准提升15至70倍,并证明了多个大型实例的最优性,同时探讨了启发式构造解及解的分布。
2024-06-10 math.CO math.OC
Computing Tighter Bounds on the $n$-Queens Constant via Newton's Method
本文基于Simkin的凸优化公式与Knuth的更紧界,采用可扩展至大规模实例的牛顿方法,进一步计算出$n$皇后问题指数的更紧边界。
2023-05-23 math.CO math.OC
On the existence of reflecting $n$-queens configurations
本文证明了对于所有充分大的n,反射n皇后构型存在,从而解决了Klarner的棋盘问题及其等价的Slater数论配对问题,仅剩有限多个整数未确定。
2025-08-19 math.CO math.NT
Constructions, bounds, and algorithms for peaceable queens
本文研究普通与环形棋盘上的和平皇后问题,给出改进上界、环面构造及变量数不超过100的非线性优化方法,并以稳健局部搜索复现Ainley构造。
2024-10-27 cs.DM math.CO
Queen Domination by SAT Solving
University of Luxembourg(卢森堡大学);University of Waterloo(滑铁卢大学)
该研究提出了一种生成证明的SAT框架,结合文字排序、对称性破缺等技术求解皇后支配问题,修正了n=16的枚举差异并解决了n=19的公开实例,兼顾高性能与可验证正确性。
2026-07-30 cs.DM cs.LO math.CO
Balanced Black and White Coloring Problem on knights chessboards
图反着色问题是部分着色问题,其主要特征是与图着色问题的规则相反,即,如果两个顶点相邻,则它们的指定颜色必须相同,或者其中至少一个顶点未着色。同样,Berge在1972年提出了在$n \times n$棋盘上放置b个黑皇后和w个白皇后的问题,使得没有两个不同颜色的皇后可以相互攻击,这个问题的复杂性仍然是开放的。在这项工作中,我们处理骑士片下的平衡属性,因为这种特殊情况下是最困难的暴力算法。
2018-03-28 cs.DM math.CO
Thresholds of Queen covers
IIT Bombay(印度理工学院孟买分校)
该研究固定皇后数量,通过损失函数分析国际象棋棋盘上皇后覆盖的最优布局,证明两个阈值并找到2≤q≤9的最优布局,关联经典皇后布局问题。
2026-08-07 cs.DM math.CO
Finding First and Most-Beautiful Queens by Integer Programming
n皇后难题是一个著名的组合问题,需要在n × n棋盘上放置n个皇后,使得没有两个皇后可以互相攻击。自19世纪以来,许多数学家和计算机科学家都在研究这个问题。虽然找到n皇后难题的任何解决方案都是相当简单的,但找到字典上第一个(或最小)可行的解决方案是非常具有挑战性的。在文献中已知n <= 55时这类问题的解,而对于一些较大的棋盘,只知道部分解。本文的动机是问题的可解线性规划(ILP)是否可以用来计算一些开放的情况下的解决方案。我们描述了替代ILP为基础的解决方案的方法,并表明,他们确实能够计算(有时在意想不到的短计算时间)许多新的字典最佳解决方案的n范围从56到115。所提出的算法之一是一个纯粹的切割平面方法的基础上的组合变种的经典Gomory削减。我们还解决了一个有趣的“词典瓶颈”(或最小-最大)的问题,需要找到一个最美丽的(在一个定义良好的意义上)的位置的变体,并报告其解决方案n至176。
2019-07-18 cs.DM cs.DS math.CO
Martin Gardner's minimum no-3-in-a-line problem
1976年10月,马丁·加德纳(Martin Gardner)在《科学美国人》(Scientific American)的数学游戏专栏中提出了以下问题:“你可以在n边的棋盘上放置的最小数量的[皇后]是多少,这样就不会在一行、一列或对角线上增加三个[皇后]?我们使用组合零点定理来证明这个数至少是n,除了n与3模4全等的情况,在这种情况下少一个就足够了。第二,更基本的证明也提供了在这种情况下,n是偶数。
2014-03-07 math.CO
Complexity of chess domination problems
该研究分析了不同维度多格骨牌、多立方块上车和后的各类支配问题,证明三维及以上多立方块上非攻击型后与车的最大独立支配为NP完全,还给出经典问题新数值并开发了相关研究工具与游戏。
2025-03-25 cs.CC cs.CG cs.DM
Repeatedly applying the Combinatorial Nullstellensatz for Zero-sum Grids to Martin Gardner's minimum no-3-in-a-line problem
本文通过重复应用零和网格的组合零点定理,证明了 Martin Gardner 提出的最小无三连线问题在 $n \equiv 1 \pmod 4$ 时下界为 $n+1$ 的猜想。
2024-01-06 math.CO