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Jeandel-Rao 非周期平铺的代换结构

动力系统 2021-05-27 v4 计算几何 组合数学

摘要

Jeandel 和 Rao 证明了 Wang 瓷砖(即带彩色边的单位正方形)的最小集合大小为 11,使得该集合容许平面的有效平铺(相邻瓷砖的 contiguous 边颜色相同),且其中没有任何平铺在非平凡平移下保持不变。本文研究由 Jeandel 和 Rao 发现的 11 块非周期 Wang 瓷砖集合 T0\mathcal{T}_0 构成的所有有效平铺组成的 Wang 移位 Ω0\Omega_0。我们证明存在一个 Ω0\Omega_0 的极小子移位 X0X_0,使得 X0X_0 中的每块平铺都能唯一地分解为 19 个不同的、大小从 45 到 112 不等的块,这些块等价于一组 19 个自相似且非周期的 Wang 瓷砖。我们认为这几乎完整地描述了 Jeandel-Rao 平铺的代换结构,因为我们相信对于 Ω0\Omega_0 上任意移位不变的概率测度,Ω0X0\Omega_0\setminus X_0 都是零测集。证明基于 12 个基本步骤,其中 10 个涉及同一过程,该过程通过一组标记瓷砖的存在性对 Wang 平铺进行去代换。另外 2 个步骤涉及添加装饰以处理断错线,并通过剪切共轭改变 Z2\mathbb{Z}^2-作用的基。本文给出了从一组 Wang 瓷砖中寻找标记、可识别代换和剪切共轭的算法。

关键词

引用

@article{arxiv.1808.07768,
  title  = {Substitutive structure of Jeandel-Rao aperiodic tilings},
  author = {Sébastien Labbé},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1808.07768},
  year   = {2021}
}

备注

v1: 38p., 18 Fig. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1802.03265 (the preliminaries). v2: 42p. Substitutions and Wang tile sets now appears directly in the proofs. Image of letters are now sorted by length and then lexicographically. v3+v4: 48p., corrections after review. Jupyter notebook available at https://nbviewer.jupyter.org/url/www.slabbe.org/Publications/arxiv_1808_07768_v4.ipynb