正交施泰纳三元系(orthogonal Steiner triple system)是一类组合对象,是与罗姆方有关的对象。罗姆方也与正交施泰纳三元系密切相关,由|X|=n时正交施泰纳三元系的存在性可以导出n阶罗姆方的存在性。
基本介绍
- 中文名:正交施泰纳三元系
- 外文名:orthogonal Steiner triple system
- 属性:一类组合对象
- 所属学科:数学
- 所属问题:组合学(组合设计)
- 相关概念:施泰纳三元系、BIBD、罗姆方等
基本介绍
设
及
是两个施泰纳三元系,若
且当A含
与
,B含
与
时,必有
,则称它们为正交施泰纳三元系。








相关概念
施泰纳三元系
施泰纳三元系(斯坦纳三元系)是满足
中
的
(平衡不完全区组设计),斯坦纳三元系(施泰纳三元系)记为
。柯克曼15名女学生问题是斯坦纳三元系中一个
的问题。瑞士数学家斯坦纳( Steiner)在1853年研究四次曲线的二重切线时遇到的
区组设计,其在数字通讯理论、快速变换、有限几何等领域有非常重要的作用。






我国学者陆家羲(1935-1983)经过多年研究,编写了《不相交的斯坦纳三元系大集》等七篇论文,解决了国际上斯坦纳三元系理论多年未解决的难题。
定理1满足
的
的必要条件为







当
时,有






由于b是整数,那幺,
可取
,但
时,
,
不是整数。所以,
或
或
。








罗姆方
罗姆方(Room square)是一类特殊的组合设计,将一个2n元集的所有2元子集放在一个2n-1阶的方阵中,使其中每个位置或者空着,或者放一个2元子集,并使这2n个元在每一行各出现一次,且在每一列各出现一次,称这样的方阵为2n-1阶的罗姆方。罗姆方最早出现在1850年柯克曼女生问题的论文中,利用下图的7阶罗姆方可以作出15女生问题的一个解,一个解由7个平行类构成,每个平行类由一个行得到,将该行上每个2元子集连同它的列标号构成一个三元组,共得四个三元组,连同该行三个空格的列标号构成的三元组,形成15元集上的一个平行类。

豪韦尔(E.C.Howell)于1897年发现桥牌比赛安排问题也涉及到这一类方阵,罗姆(T.G.Room)不知这些情况,于1955年提出这一类方阵的存在性问题,后来这类方阵便称为罗姆方。2n-1阶罗姆方存在的充分必要条件为2n-1≠3,5。主要由沃利斯(W.D.Wallis)及马林(R.C.Mullin)解决。在存在性的研究中还发现了与别的组合结构的等价性,例如正交对称拉丁方,正交1因子分解等,在推广罗姆方的过程中,还引出了双可分解BIBD设计的概念,成为目前感兴趣的研究课题。