Распределение квадратов и проверка гипотез в нечетных разбиениях чисел
Автор: Самойлов А.А.
Статья в выпуске: 1 т.13, 2024 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются разбиения натурального числа n, части которого различны, нечетны и их произведение не является квадратом. Такие разбиения применимы для определения ранга группы центральных единиц целочисленного группового кольца знакопеременной группы. Количество разбиений растет экспоненциально, следовательно, задача перебора является вычислительно затратной. В статье предложен параллельный алгоритм в общей памяти для нахождения количества разбиений числа n с дополнительными условиями. Алгоритм основан на концепции распараллеливания по данным и использовании вложенного параллелизма. Выделяется множество длин K разбиения числа n, элементы которого обрабатываются параллельно. Во время обработки длины k разбиения числа n выделяется множество уровней L, рассмотрение которого также выполняется параллельно. Приемлемые значения ускорения и параллельной эффективности предложенного алгоритма получаются при использовании двух нитей на параллельный регион по длинам и двух - по уровням. Таким образом, ускорение при разных n превышает 2.1, а параллельная эффективность не опускается ниже 50 %. Полученные результаты использованы для проверки гипотез Каргаполова и анализа распределения значений нечетных разбиений на некоторых диапазонах. Предложен алгоритм поиска оптимального коэффициента c. С помощью этого алгоритма получена асимптотическая формула количества разбиения числа n, в котором части различны и нечетны, а их произведение является квадратом. Эта формула основана на экспериментальных данных и сформулирована как гипотеза.
Разбиение натурального числа, асимптотическая формула, параллельные вычисления, openmp
Короткий адрес: https://sciup.org/147243206
IDR: 147243206 | DOI: 10.14529/cmse240102
Список литературы Распределение квадратов и проверка гипотез в нечетных разбиениях чисел
- Ferraz R.A. Simple components and central units in group algebras // Journal of Algebra. 2004. Vol. 279, no. 1. P. 191-203. DOI: 10.1016/j . jalgebra.2004.05.005.
- Алеев Р.Ж., Каргаполов A.B., Соколов B.B. Ранги групп центральных единиц целочисленных групповых колец знакопеременных групп // Фундаментальная и прикладная математика. 2008. Т. 14, № 7. С. 15-21.
- Каргаполов A.B. Центральные единицы целочисленных групповых колец знакопеременных групп: дис. ... канд. / Каргаполов Андрей Валерьевич. Южно-Уральский Государственный Университет, Россия, 2012.
- Sagan В.Е. The Symmetric Group: Representations, Combinatorial Algorithms, and Symmetric Functions. New York: Springer New York, 2001. XVI, 240 p. DOI: 10.1007/978-1-4757-6804-6.
- Doliskani J.N., Malekian E., Zakerolhosseini A. A Cryptosystem Based on the Symmetric Group Sn // IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security. 2008. Vol. 8, no. 2. P. 226-234.
- Эндрюс Г. Теория разбиений. Москва: Наука, 1982. 256 с.
- Постников А.Г. Введение в аналитическую теорию чисел. Москва: Наука, 1971. 416 с.
- Липский В. Комбинаторика для программистов. Москва: Мир, 1988. 200 с.
- Андерсон Д.А. Дискретная математика и комбинаторика. Москва: Вильяме, 2004. 960 с.
- Kelley С.Т. Iterative Methods for Optimization. University City, Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics, 1999. 196 p. DOI: 10.1137/1.9781611970920.
- Самойлов A.A. Исследование разбиений с дополнительными условиями. URL: https: //github.com/SashaSamoilov/qop-partitions (дата обращения: 25.09.2023).