Ce nombre a fait coulé beaucoup d'encre ... parfois on dit que c'est le nombre d'états du Rubik's Cube !
En réalité ce sont des classes d'équivalence des états du Rubik's Cube nommé les J-conjugaison classes.
Tout s'est passé vers les années 1994 ... On voulait chercher le diamètre du Rubik's Cube, mais le graphe des états
est trop gros, on voulait donc réduire ce graphe à un graphe ayant le même diamètre.
Jerry BRYAN a eu l'idée de classer les états suivant le critère nommé "J-conjugaison" où J est le groupe d'isométrie de cube.
Le graphe de J-conjugaison est 48 fois plus petit donc l'exploration du graphe est plus vite.
Le symétrie J-conjugaison
On sait que J est inclus dans S48 grâce au théorème : G goupe fini alors G est isomorphe à un sous groupe S|G|
Λ est aussi inclus dans S48
On va définir une action de J sur Λ de la façon suivante:
Λ = < pH, pB, pA, pP, pG, pD >
Λ x J -> Λ
(p,f) -> p•f = fpf-1 , p,f €S48
et la relation d 'équivalence associée à '•' :
p,q €Λ sont équivalentes ssi : il existe f€J tel que fpf-1 = q
les classes de cette relation se nomment J-conjugaison classes
La formule de Burnside donne
N = 1/|J| Σ |Ff| ; sommer sur (f€J)
Ff = {p€ Λ | fpf-1 = p}
Ff = {p€ Λ | fp = pf}
On calcule N en GAP :
Code : Tout sélectionner
# gap_J-rubik-burnside.txt
# 5 6 7
# 4 H 8
# 3 2 1
#25 28 23|21 26 19|17 32 31|29 30 27
#38 G 36|12 A 10|34 D 40|16 P 14
#43 44 37|39 42 33|35 48 45|47 46 41
# 11 18 9
# 20 B 24
# 13 22 15
# Iso=le groupe isometrie du cube
j1 := (6, 46, 18, 26)(8, 14, 24, 12)(38, 48, 36, 32)(2, 30, 22, 42)(16, 20, 10, 4)(28, 40, 44, 34)
(5, 45, 11, 17)(7, 13, 9, 3)(21, 31, 41, 35)(43, 33, 23, 29)(1, 25, 15, 37)(47, 39, 19, 27) ;
j2 := (6, 16, 22, 14)(8, 24, 20, 4)(38, 30, 40, 46)(2, 10, 18, 12)(28, 32, 48, 44)(34, 42, 36, 26)
(5, 31, 15, 43)(7, 45, 13, 25)(21, 19, 33, 39)(1, 35, 11, 23)(47, 41, 27, 29)(3, 17, 9, 37);
Iso := Group(j1,j2) ;
# Dep=le groupe isometrie+ du cube (24) Dep = ssg de Iso
Dep := Group( ( 1,11)( 2,18)( 3, 9)( 4,24)( 5,15)( 6,22)( 7,13)( 8,20)(10,12)
(14,16)(17,37)(19,39)(21,33)(23,35)(25,45)(26,42)(27,47)(28,48)(29,41)
(30,46)(31,43)(32,44)(34,36)(38,40),
( 1,15)( 2,22)( 3,13)( 4,20)( 5,11)( 6,18)( 7, 9)( 8,24)(10,16)(12,14)
(17,45)(19,47)(21,41)(23,43)(25,37)(26,46)(27,39)(28,44)(29,33)(30,42)
(31,35)(32,48)(34,40)(36,38),
( 1,17,19)( 2,32,10)( 3,31,33)( 4,40,42)
( 5,45,39)( 6,48,12)( 7,35,21)( 8,34,26)( 9,23,29)(11,25,47)(13,43,41)
(14,22,44)(15,37,27)(16,18,28)(20,38,46)(24,36,30),
( 1,35,11,23)( 2,10,18,12)( 3,17, 9,37)( 4, 8,24,20)( 5,31,15,43)
( 6,16,22,14)( 7,45,13,25)(19,33,39,21)(26,34,42,36)(27,29,47,41)
(28,32,48,44)(30,40,46,38) ) ;
# Rubik=le groupe du Rubik's Cube
pH := (2,4,6,8)(26,28,30,32) (1,3,5,7)(17,21,25,29)(19,23,27,31) ;
pB := (18,24,22,20)(42,48,46,44) (9,15,13,11)(33,45,41,37)(35,47,43,39);
pA := (2,34,18,36)(26,10,42,12) (1,35,11,23)(17,9,37,3)(19,33,39,21);
pP := (6,38,22,40)(30,14,46,16) (7,25,13,45)(29,27,41,47)(31,5,43 ,15);
pG := (4,12,20,14)(28,36,44,38) (3,39,13,27)(21,11,41,5)(23,37,43,25);
pD := (8,16,24,10)(32,40,48,34) (1,29,15,33)(17,31,45,35)(19,7,47,9);
Rubik := Group(pH, pB, pA, pP, pG, pD);
# Pocket=le groupe Pocket (= Rubik sans arêtes)
#pH := (1,3,5,7)(17,21,25,29)(19,23,27,31) ;
#pB := (9,15,13,11)(33,45,41,37)(35,47,43,39);
#pA := (1,35,11,23)(17,9,37,3)(19,33,39,21);
#pP := (7,25,13,45)(29,27,41,47)(31,5,43 ,15);
#pG := (3,39,13,27)(21,11,41,5)(23,37,43,25);
#pD := (1,29,15,33)(17,31,45,35)(19,7,47,9);
#Pocket := Group(pH, pB, pA, pP, pG, pD);
G := Rubik ;;
GG := "Rubik" ;;
J := Iso ;;
JJ := "J" ;;
Jcjg := Sum(J,f -> Size(Centralizer(G,f))) / Size(J);;
Print("\n\n ",GG," = ", Size(G), "\n" );
Print("\n ",JJ,"-cjg = ", Jcjg, "\n" );
