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有向三元组有两种,一种是循环三元组,另一种是可迁三元组.集合X上的循环三元组是由X的三个有序对(x,y),(y,z),(z,x)组成的集合,记作(或,或).X上的可迁三元组是由X的三个有序对(x,y),(y,z),(x,z),(x,z)组成的集合,记作(x,y,z)。
参数为(ν,λ)的有向三元系是一个对子(X,B),其中X是ν元集,B是X中有向三元组的集合(称作区组),满足X的每个有序对都恰包含于B中λ个区组.如果B仅由循环三元组(或者可迁三元组)构成,这样的有向三元系称作参数为(ν,λ)的Mendelsohn三元系(或可迁三元系),记作MTS(ν,λ)(或DTS(ν,λ)).如果B同时包含循环三元组和可迁三元组,这样的有向三元系称作参数为(ν,λ)的Hybrid三元系,记作HTS(ν,λ).
三元系(X,B)称为简单的是指B中不包含重复区组.简单MTS(ν,λ)称为单纯的,记为PMTS(ν,λ),是指如果∈B必有()B.简单DTS(ν,λ)称为单纯的,记为PDTS(ν,λ),是指如果(x,y,z)∈B必有(z,y,x),(z,x,y),(y,x,z),(y,z,x),(x,z,y,)()B.简单HTS(ν,λ)称为单纯的,记为PHTS(ν,λ),是指如果区组集{(x,y,z),(z,y,x),(z,x,y),(y,x,z),(y,x,z),(y,z,x),(x,z,y),,}中有一个三元组包含在B中,必有区组集中其它三元组都不包含在B中。
不相交MTS(ν,λ)(或DTS(ν,λ))大集,记为LMTS(ν,λ)(或LDTS(ν,λ)),是一个集合{(X,Bi)}i,其中每个(X,Bi)都是MTS(ν,λ)(或DTS(ν,λ)),并且UiBi构成了X中所有循环三元组(或可迁三元组)的一个划分.不相交HTS(ν,λ)大集,记为LHTS(ν,λ),是一个集合{(X,Bi)}i,其中每个(X,Bi)都是HTS(ν,λ),并且UiBi构成了X中所有循环三元组和可迁三元组的一个划分.特别,如果大集中的每个(X,Bi)都是PMTS(ν,λ)(或PDTS(ν,λ),PHTS(ν,λ)),则大集称为单纯MTS(ν,λ)(或DTS(ν,λ),HTS(ν,λ))大集,记作LPMTS(ν,λ)(或LPDTS(ν,λ),LPHTS(ν,λ))。
1850年,Kirkman提出15女学生问题:一个女老师每天带领她的15名女学生散步一次,每次散步她都将学生分成5组,每组3人.问能否设计出一个连续散步一周的方案,使得任意两名女学生都能被安排在同一组? 在组合设计中,这样的设计被称作15阶Kirkman三元系,记作KTS(15)。
作为Kirkman15女学生问题的延续,Sylvester提出了一个有趣的问题:(153)个三元组能否分成13个互不相交的KTS(15)?
这是数学史上的第一个大集问题,它极大的激发了数学爱好者和数学专业人士的兴趣.从那时起,各种各样的大集问题被提出,并得到了广泛研究。
对于有向三元系大集,到现在为止LMTS(ν,λ),LDTS(ν,λ),LHTS(ν,λ),LPMTS(ν,1)和LPDTS(ν,1)的存在性问题都已经解决.但是大集LPMTS(ν,λ),LPDTS(ν,λ)和LPHTS(ν,λ)存在性的研究刚刚开始。
本文主要讨论大集LPMTS(ν,λ),LPDTS(ν,λ)和LPHTS(ν,λ)的存在性,得到的主要结果如下:
(1)存在LPDTS(ν,2)当且仅当ν≡0,4(mod6),ν≥4。
(2)存在LPMTS(ν,2)当且仅当ν≡0,4(mod6),ν≥6。
(3)对于任意ν≡8,14(mod18),ν≠14,存在LPMTS(ν,3)。
(4)LPHTS(ν,2)存在的必要条件是ν≡0,4(mod6),ν≥4.除了两个无穷类ν()6,22(mod24),ν>6外,LPHTS(ν,2)存在的必要条件也是充分的。
(5)设u,ν,λ,n是正整数,u≡1,5(mod6),ν>3.对于下列阶数ν,如果ν>3λ且ν≡0(modλ),则存在LPDTS(uν+2,λ)和LPHTS(uν+2,λ):
(i)ν≡2,10(mod12);
(ⅱ)ν=2n,n≥1,n≠4;
(iii)ν=3mw-1,m≥0,W≡3,11(mod12),W≡9,41(mod48),或w=2n+1,n≥1,n≠4。
(6)设u,ν,λ,n是正整数,u≡1,5(mod6).对于下列阶数ν,如果ν>3λ且ν≡0(modλ),则存在LPMTS(uν+2,λ):
(i)ν≡2,10(mod12)或ν≡8(mod24);
(ⅱ)ν=2n,n>2,n≠4;
(iii)ν=3mw-1,m≥0,w≡3,11(mod12),w≡9,41(mod48),或w=2n+1,n≥1,n≠2,4。
论文分为五章。
第1章、本章是绪论部分,主要介绍大集问题的研究背景和相关问题的最新进展,同时列出了论文中所取得的主要结果。
第2章、本章得到了LPDTS(ν,λ)的一些无穷类,确定了LPDTS(ν,2)的存在谱.首先建立了LPDTS(ν,λ)的乘积构作,接着引入了LPDTS*(ν)的概念,揭示了LPDTS(ν,λ)和LPDTS*(ν)之间的联系,并且建立了LPDTS*(ν)的递归构作.更进一步,通过好的Steiner设计大集来构作LPDTS*(ν).利用这些构作,获得了LPDTS(ν,λ)的一些无穷类.在第2章最后,给出了一些和LPDTS(ν,2)相关的构作,并且确定了LPDTS(ν,2)的存在谱。
第3章、本章得到了LPMTS(ν,λ)的一些无穷类,确定了LPMTS(ν,2)的存在谱,同时还得到了LPMTS(ν,3)的一个无穷类.首先给出了LPMTS(ν,λ)的乘积构作,然后引入LPMTS*(ν)的概念,建立了LPMTS(ν,λ)和LPMTS*(ν)的联系.结合LPMTS*(ν)的已知结果,获得了LPMTS(ν,λ)的一些无穷类,并且确定了LPMTS(ν,2)的存在谱.另外,还得到了LPMTS(ν,3)的一个无穷类。
第4章、本章主要研究LPHTS(ν,λ)的存在性,给出了LPHTS(ν,λ)的一些无穷类,并且指出除了两个无穷类外,LPHTS(ν,2)存在的必要条件也是充分的。
第5章、本章是论文的最后一章.在这一章提出了下一步要研究的问题和将采用的研究方法。