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과학

더피 정사각형

더피 정사각형과학
영어
Durfee square
대상
정수 분할의 페러스 다이어그램
크기 d의 의미
한 변에 놓이는 칸 수
칸의 개수
d²
더피 정사각형은 정수 분할의 페러스 다이어그램 안에 들어가는 가장 큰 정사각형이다. 왼쪽 위 모서리에 맞추어 잡을 수 있으며, 크기는 보통 한 변을 이루는 칸의 개수로 나타낸다. 분할과 그 켤레 분할의 더피 정사각형 크기는 같다.

가장 큰 정사각형 찾기

분할의 행 길이를 λ₁≥λ₂≥…로 정리한다. d번째 행의 길이가 d 이상이면 첫 d개 행에 각각 d개 이상의 칸이 있으므로 d×d 정사각형이 들어간다. 이 조건을 만족하는 가장 큰 d가 더피 정사각형의 크기다. 크기와 넓이를 같은 수로 읽지 않도록 구분한다.

분할의 예

분할 6+4+3+1에서는 세 번째 행의 길이가 3이므로 3×3 정사각형이 들어간다. 네 번째 행은 길이가 1이어서 4×4는 들어가지 않는다. 따라서 크기는 3이고 정사각형에 속하는 칸은 9개다. 전체 분할의 칸 수 14개가 모두 정사각형에 포함되는 것은 아니다.

전체 크기와의 관계

n개의 칸 안에 d×d 정사각형이 들어가므로 d²≤n이다. 따라서 d는 √n보다 클 수 없다. 그러나 n만 같다고 더피 정사각형 크기까지 같은 것은 아니다. 한 행에 모든 칸을 놓은 분할과 여러 행에 고르게 놓은 분할은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.

켤레 분할에서 보존

켤레 분할은 그림의 행과 열을 맞바꾸어 얻는다. 정사각형은 전치해도 한 변의 크기가 그대로이므로 최대 크기도 변하지 않는다. 반대로 더피 정사각형 크기가 같다는 조건만으로 두 분할이 서로 켤레라고 결론 내릴 수는 없다.

관련 문서

페러스 다이어그램 / 정수 분할 / 켤레 분할 / 정사각형 / 제곱근 / 조합