Extremal Polyominoes

Abstract

Název práce: Extremal Polyominoes Autor: Veronika Steffanová Katedra: Katedra aplikované matematiky Vedoucí diplomové práce: Doc. RNDr. Pavel Valtr, Dr. Abstrakt: Práce se zabývá tématem polymin a dalších rovinných obrazců, které se skládají z pravidelných mnohoúhelníků, konkrétně polyiamondů a polyhexů. Zaměřili jsme se na základní geometrické vlastnosti: obvod, kon- vexní obal a ohraničující čtverec/šestiúhelník. Tyto parametry minimal- izujeme nebo maximalizujeme pro pevně danou velikost polymina, kterou značíme jako n. Vzhledem k n odvozujeme vzorec pro maximální a minimální hodnoty zvoleného parametru a také se snažíme vyjmenovat všechna polymina, která tohoto maxima dosahují. Některé problémy už byly vyřešeny dříve jinými autory a my přinášíme shrnutí jejich výsledků. Jiné jsme vyřešili my, jmenovitě problém maximálního ohraničujícího čtverce/šestiúhelníku a maximálního konvexního obalu pro polyiamondy. Některé otázky zůstávají i nadále otevřeny a my nabízíme alespoň pozorování, která mohou posloužit v dalším výzkumu. Klíčová slova: Polymino, konvexní obal, extremální otázky, rovina 1

Title: Extremal Polyominoes Author: Veronika Steffanová Department: Department of Applied Mathematics Supervisor: Doc. RNDr. Pavel Valtr, Dr. Abstract: The thesis is focused on polyominoes and other planar figures consisting of regular polygons, namely polyiamonds and polyhexes. We study the basic geometrical properties: the perimeter, the convex hull and the bounding rectangle/hexagon. We maximise and minimise these parameters and for the fixed size of the polyomino, denoted by n. We compute the extremal values of a chosen parameter and then we try to enumerate all polyominoes of the size n, which has the extremal property. Some of the problems were solved by other authors. We summarise their results. Some of the problems were solved by us, namely the maximal bounding rectan- gle/hexagon and maximal convex hull of polyiamonds. There are still sev- eral topics which remain open. We summarise the literature and offer our observations for the following scientists. Keywords: Polyomino, convex hull, extremal questions, plane 1