knots and their coloring matrices
DESCRIPTION
Knots and their coloring matricesTRANSCRIPT
การใชเมทรกซชวยในการระบายส
Knots and their coloring matrices
คณะผดาเนนงาน
นายพงพนา ชสกลชาต รหสประจาตว 51-4066-310-4 นางสาวนฐตยา ลภา รหสประจาตว 51-4066-362-5 นางสาวอรณ โฆษตพล รหสประจาตว 51-4066-367-4
โครงงานนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรบณฑต สาขาวชาคณตศาสตรประยกต ภาควชาคณตศาสตร
คณะวทยาศาสตรประยกต มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ
ปการศกษา 2554
ลขสทธของภาควชาคณตศาสตร คณะวทยาศาสตรประยกต
มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ
ก
ชอโครงงาน (ภาษาไทย) การใชเมทรกซชวยในการระบายส ชอโครงงาน (ภาษาองกฤษ) Knots and their coloring matrices โดย นายพงพนา ชสกลชาต นางสาวนฐตยา ลภา นางสาวอรณ โฆษตพล สาขา คณตศาสตรประยกต ภาควชา คณตศาสตร คณะ วทยาศาสตรประยกต อาจารยทปรกษา ผชวยศาสตราจารย ดร. พงศพล จนทร ปการศกษา 2554 ไดรบอนมตใหนบเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร ปรญญาวทยาศาสตรบณฑต สาขาวชาคณตศาสตรประยกต
………………………………………….. อาจารยทปรกษา ( ผชวยศาสตราจารย ดร.พงศพล จนทร ) ………………………………………….. กรรมการ ( อาจารย ดร.วลยลกษณ ชวนสพร ) ………………………………………….. กรรมการ ( อาจารย สนตพงษ ประสาททอง )
ข
บทคดยอ
โครงงานนมจดมงหมายเพอศกษานอต (knots) และการระบายสของนอต (colorability of knots) โดยใชเมทรกซของการระบายส (coloring matrices) และดเทอรมแนนทของเมทรกซการระบายส (determinant of coloring matrices) มาชวย
โครงงานนเนนการใหสกบนอตและผลรวมของนอต (knots sum) นกคณตศาสตรไดสรางบทนยาม และพสจนทฤษฎบท เพอชวยวเคราะหวา นอตสามารถระบายได 3 สหรอไม โดยทฤษฎบทจะถกนามาชวยแกปญหาการระบายสดงกลาว
ค
Abstract
The purpose of this project is to study knots and their colorability. The project is mostly
emphasizing on technical coloring into knots and knots sum by applying their coloring matrices and
determinant of coloring matrices. The mathematicians have introduced some theories in order to
analyze whether knots is tricolorable or non-tricolorable that can explain or back up by
mathematical theories. The knot theories have lead to solve such problems.
ง
กตตกรรมประกาศ
โครงงานเรอง การใชเมทรกซชวยในการระบายส (Knots and their coloring matrices)
สาเรจลลวงดวยดกดวยความอนเคราะหชวยเหลอจากบคคลหลายฝาย ทางคณะผดาเนนงาน
ขอขอบพระคณผชวยศาสตราจารย ดร.พงศพล จนทร ซงเปนอาจารยทปรกษา อาจารย ดร.วลย
ลกษณ ชวนสพร และ อาจารย สนตพงษ ประสาททอง ซงเปนคณะกรรมการในการทาโครงงาน
ฉบบน ทกรณาใหคาแนะนา แลวใหขอคดเหนทเปนประโยชน และแกไขขอบกพรองตางๆ
รวมทงคณาจารยภาควชาคณตศาสตรทกทานทประสาทวชาความรตางๆ ตลอดระยะเวลาทผานมาจน
มความรความสามารถเพยงพอสาหรบทาโครงงานน อกทงยงสละเวลาตรวจแกไขและใหคาปรกษา
ตลอดจนแนะแนวทางตางๆ อนเปนประโยชนกบทางคณะผดาเนนงาน
สดทายน ขอขอบคณเพอนทกคนรวมทงผทเกยวของทไดใหความชวยเหลอทกเรองในดาน
ตางๆ พรอมเปนแรงใจสนบสนนใหแกทางคณะผดาเนนงานใหสามารถทาโครงงานนสาเรจลลวงไป
ดวยด
นายพงพนา ชสกลชาต นางสาวนฐตยา ลภา
นางสาวอรณ โฆษตพล
จ
สารบญ
หนา บทคดยอภาษาไทย ข บทคดยอภาษาองกฤษ ค กตตกรรมประกาศ ง สารบญ จ
สารบญภาพ ช บทท 1 บทนา
1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของงาน 1
1.3 ขอบเขตของการดาเนนงาน 2 1.4 วธการดาเนนงาน 2
1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 2 บทท 2 นยาม และทฤษฎทเกยวของ 2.1 บทนยามของ Knots 3 2.1.1 นยาม สวนของเสนโคง (line segment) 3 2.1.2 นยาม ลาดบเซตของเสนโคง 3
2.1.3 นยาม Knots 3 2.1.4 นยาม Unknot 3 2.1.5 นยาม การเปลยนรปเบองตน (elementary deformation) 4 2.1.6 นยาม การสมมล (equivalent) 4
2.2 การระบายสบนเมทรกส (Coloring matrix) และทฤษฎบททเกยวของ 4 2.2.1 นยาม p-colorable 4 2.2.2 นยาม Diagram 4
2.2.3 นยาม Tricolorable 5 2.2.4 นยาม Non-Tricolorable 5
2.3 การรวม Knots (Knots sum) และทฤษฎบททเกยวของ 5 2.3.1 นยาม การรวม Knots 5 2.4 ตารางแบบฟอรมของ Knots 6
ฉ
สารบญ (ตอ) หนา
บทท 3 วธการดาเนนงาน 3.1 Colorable Knots 7
3.1.1 ทฤษฎบท ความสมพนธ 2 0 (mod )x y z p 7 3.1.2 นยาม ดเทอรมแนนตของ knot (Determinant of knot) 9 3.1.3 บทแทรก การเปน p-colorable ของ knots 9 ตวอยางท 3.1.2.1 : การระบายสของ ภาพท 3.1 Knot 13 10 ตวอยางท 3.1.2.2 : การระบายสของ ภาพท 3.3 Knot 29 12 3.2 การรวม Knots และ Determinnts 15 3.2.1 การรวม Knots ทเปน Tricolorable กบ Tricolorable 15 ตวอยางท 3.2.1.1 : ภาพ Knot 77 กบ Knot 69 15 ตวอยางท 3.2.1.2 : ภาพ Knot 16 กบ Knot 29 21 3.2.2 การรวม Knots ทเปน Tricolorable กบ Non-Tricolorable 27 ตวอยางท 3.2.2.1 : ภาพ Knot 77 กบ Knot 88 27 ตวอยางท 3.2.2.2 : ภาพ Knot 15 กบ Knot 16 33 3.2.3 การรวม Knots ทเปน Non-Tricolorable กบ Non-Tricolorable 39 ตวอยางท 3.2.3.1 : ภาพ Knot 25 กบ Knot 26 39 ตวอยางท 3.2.3.2 : ภาพ Knot 15 กบ Knot 57 45 บทท 4 สรปผล และขอเสนอแนะ 4.1 ผลของการดาเนนงาน 51 4.1.1 การระบายส mod p 51 4.1.2 การรวม Knots (knot sum) 51 4.2 ขอเสนอแนะ 51 บรรณานกรม 52 ภาคผนวก 53
ช
สารบญภาพ ภาพท หนา ภาพท 2.1 ตารางแบบฟอรมของ Knots 6 ภาพท 3.1 Knot 13 10 ภาพท 3.2 Knot 13 เปน Tricolorable 11 ภาพท 3.3 Knot 29 12 ภาพท 3.4 Knot 29 เปน Tricolorable (ระบายสได 3 ส) 13
ภาพท 3.5 Knot 29 เปน Tricolorable (ระบายสได 5 ส) 14 ภาพท 3.6 Knot 77 15 ภาพท 3.7 Knot 77 เปน Tricolorable 16 ภาพท 3.8 Knot 69 17 ภาพท 3.9 Knot 69 เปน Tricolorable 18 ภาพท 3.10 แสดงแผนภาพ Knot 77 รวมกบ Knot 69 19 ภาพท 3.11 แสดงแผนภาพ Knot 77 รวมกบ Knot 69 เปน Tricolorable 20 ภาพท 3.12 Knot 16 21 ภาพท 3.13 Knot 16 เปน Tricolorable 22 ภาพท 3.14 Knot 29 23 ภาพท 3.15 Knot 29 เปน Tricolorable 24 ภาพท 3.16 แสดงแผนภาพ Knot 16 รวมกบ Knot 29 25 ภาพท 3.17 แสดงแผนภาพ Knot 16 รวมกบ Knot 29 เปน Tricolorable 26 ภาพท 3.18 Knot 77 27 ภาพท 3.19 Knot 77 เปน Tricolorable 28 ภาพท 3.20 Knot 88 29 ภาพท 3.21 Knot 88 เปน Non-Tricolorable 30 ภาพท 3.22 แสดงแผนภาพ Knot 77 รวมกบ Knot 88 31 ภาพท 3.23 แสดงแผนภาพ Knot 77 รวมกบ Knot 88 เปน Tricolorable 32 ภาพท 3.24 Knot 15 33 ภาพท 3.25 Knot 15 เปน Non-Tricolorable 34 ภาพท 3.26 Knot 16 35 ภาพท 3.27 Knot 16 เปน Tricolorable 36
ซ
สารบญภาพ (ตอ) ภาพท หนา ภาพท 3.28 แสดงแผนภาพ Knot 15 รวมกบ Knot 16 37 ภาพท 3.29 แสดงแผนภาพ Knot 15 รวมกบ Knot 16 เปน Tricolorable 38 ภาพท 3.30 Knot 25 39 ภาพท 3.31 Knot 25 เปน Non-Tricolorable 40 ภาพท 3.32 Knot 26 41 ภาพท 3.33 Knot 26 เปน Non-Tricolorable 42 ภาพท 3.34 แสดงแผนภาพ Knot 25 รวมกบ Knot 26 43 ภาพท 3.35 แสดงแผนภาพ Knot 25 รวมกบ Knot 26 เปน Non-Tricolorable 44 ภาพท 3.36 Knot 15 45 ภาพท 3.37 Knot 15 เปน Non-Tricolorable 46 ภาพท 3.38 Knot 57 47 ภาพท 3.39 Knot 57 เปน Non-Tricolorable 48 ภาพท 3.40 แสดงแผนภาพ Knot 15 รวมกบ Knot 57 49 ภาพท 3.41 แสดงแผนภาพ Knot 15 รวมกบ Knot 57 เปน Non-Tricolorable 50
1
บทท 1 บทนา
1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา
ทฤษฏ knots เปนสวนหนงของสาขาคณตศาสตร ซงมอายมายาวนานหลายศตวรรษแลวแต
ไดมการใชงานทโดดเดนไปทางดานวทยาศาสตรกายภาพ และเปนทนาสนใจของวชาคณตศาสตร
เพราะเปนสงทมคาสาหรบทางการศกษา และ knots ยงมบทบาทหนาทดานความสวยงามของตวมน
เอง และมประโยชนตอสงคมมาอยางยาวนาน ในขณะนนเกดการคนพบวา knots มการใชงานเปน
จานวนมากหลายพนป วตถประสงคของโครงงานนคอ การทาหนาทเปนความรเบองตน เกยวกบ
ทฤษฎของ knots โดยใชคณตศาสตรในการคานวณนยามของ knots การระบายส knots และ การ
คานวณการระบายส knots โดยใช determinants
เราจะเรมตนดวยการนาเสนอบทความโดยสรปใจความสาคญ โดยกาหนดนยามและทฤษฎ และปรบแตงคานยามเพอใหงายตอความเขาใจ และโครงงานนไดสบเนองมาจากสมมนา เรอง Borromean ring ทมเนอหาเกยวของกบ knots ดงนนเราจงไดนามาประยกตกบการระบายส knots และใช determinants ในการคานวณ
1.2 วตถประสงคของงาน
1.2.1 เพอทราบความหมาย และหาขอแตกตางของ knots , unknot , colorable , tricolorable , non-tricolorable , determinants of knots 1.2.2 เพอใหเขาใจถงรปแบบทสาคญของ knots และการรวมของ knots (knots sum) โดย ใชวธของ determinants
2
1.3 ขอบเขตของการดาเนน
การใชเมทรกซชวยในการระบายส (Knots and their coloring matrices) โดยมขอบเขตการพจารณาจากขอมลทางดาน determinants of knots ดงตอไปน 1.3.1 ศกษา coloring matrix
1.3.2 ศกษาการรวมกนของ knots (knots sum)
1.4 วธการดาเนนงาน
1.4.1 คนหาเนอหาทเกยวกบ knots , unknot , colorability , tricolorability , coloring matrix และ การรวม knots 1.4.2 รวบรวมเนอหา และศกษาเนอหาทเกยวของ 1.4.3 นาทกษะทางดานคณตศาสตรใชในการศกษาและวเคราะหเนอหาเชงพสจน พรอม ทงแสดงผล และอธบายผลทไดรบจากการวเคราะหเนอหา
1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ
1.5.1 สามารถทาใหเรารหลกการพสจน knots โดยใชหลกการในการใชเมทรกซชวยในการ ระบายส 1.5.2 สามารถรถงขอแตกตางระหวางรปแบบของ tricolorable และ non-tricolorable
3
บทท 2 นยาม และทฤษฏทเกยวของ
ในบทนเราจะกลาวถงบทนยามของ knots และทฤษฎบททสาคญตางๆ รวมถงวธการระบายสบนเมทรกซ และวธการรวมของ knots ทใชในการหาความเปน tricolorable ใน knots
2.1 บทนยามของ Knots
บทนยาม 2.1.1 : กาหนดให 3,p q
เขยน [ , ]p q แทน สวนของเสนตรง (line segment) ทเชอมจด p และ q [2]
บทนยาม 2.1.2 : กาหนดให 1 2( , , ..., )np p p เปนลาดบของเซต (ordered set) ทแตกตางกน
(distinct point) [2] 2.1.2.1 ผลรวมของสวนของเสนตรง และ 1[ , ]np p ถกเรยกวา “ สวนโคงปดรปหลายเหลยม ” (closed polygonal curve) 2.1.2.2 ถาแตละสวนของเสนตรงตดกบสวนของเสนตรงอน เฉพาะทจดปลาย เทานน แลวเรยกสวนโคงปดรปหลายเหลยมนวา “ สวนโคงปดหลาย เหลยมแบบงาย ” (simple closed polygonal curve)
บทนยาม 2.1.3 : knot (ปม หรอ เงอน)
คอ สวนโคงปดหลายเหลยมแบบงาย (simple closed polygonal curve) ใน 3
เมอ เปนเซตของจานวนจรง [2] บทนยาม 2.1.4 : unknot (ไมมปม) กาหนดใหK เปน knot และ กลาววา K เปน trivial knot หรอ unknot กตอเมอ iK สมมลกบ iC
(unknot แทนดวย U ) [1]
1 2 2 3 1[ , ], [ , ], ..., [ , ]n np p p p p p
3 2 2{( , , ) : 1} , 0,1, 2,...,iC x y i x y i n
4
บทนยาม 2.1.5 : การเปลยนรปเบองตน (elementary deformation) กาหนดให K และ J เปน knots กลาววา J เปนการเปลยนรปเบองตน (elementary deformation) ของ K กตอเมอ
Knots หรอ J เกดจากลาดบของจด 1 2( , , ..., )np p p หรอลาดบของ จด 0 1 2( , , , ..., )np p p p
เมอ 1) 0p เปนจดทไมรวมเสนตรง (collinear) กบจด 1p และ np 2) สามเหลยม 0 1( , , )np p p จะตดกบ knot ทเกดจาก
เพยงแคสวนของเสน 1[ , ]np p เทานน
บทนยาม 2.1.6 : การสมมล (equivalent) กาหนดให K และ J เปน knot กลาววา K และ J สมมล (equivalent) กตอเมอ มลาดบของ knot ซงแตละ 1iK เปนการ เปลยนรปเบองตน ของ K สาหรบทกๆ 1,2,3,...,i n
2.2 การระบายสบน Knots และทฤษฎบททเกยวของ
บทนยาม 2.2.1 : จะกลาววา แผนภาพของ knots (knots diagram) สามารถระบายสได [5] กตอเมอ 1. แตละเสนโคงจะตองถกระบายดวย 1 ในจานวนสทกาหนดให 2. อยางนอย 2 สตองถกใชในแผนภาพ (diagram) 3. ทจดตดใดๆ ถาปรากฏ 2 ส จะตองใช 3 ส
บทนยาม 2.2.2 : แผนภาพสามารถทจะถกระบายส (label) mod p ได [2] กตอเมอ 1. แตละเสนโคงสามารถระบายดวยจานวนเตมตงแต 0 ถง (p - 1) 2. แตละจดตดมความสมพนธดงน 1 2 32 0 (mod )x x x p เมอ 1x เปน label ของเสนทอยบนจดตด 2x และ 3x กจะเปน label ของเสนทอยใตจดตด
3. อยางนอย 2 สตองถกใชในแผนภาพ (diagram)
0 1, ,..., nK K K K J
K
1 2( , , ..., )np p p
5
บทนยาม 2.2.3 : จะกลาววาแผนภาพ knot เปน tricolorable กตอเมอ 1. แตละเสนโคงจะตองถกระบายดวย 1 ในจานวนสทกาหนดให 2. ใช 3 สในแผนภาพ
3. ทจดตดใดๆ ถาปรากฏ 2 ส จะตองใช 3 ส
บทนยาม 2.2.4 : จะกลาววาแผนภาพ knot เปน non-tricolorable กตอเมอ 1. แตละเสนโคงจะตองถกระบายดวย 1 ในจานวนสทกาหนดให 2. ใชมากกวา 3 สในแผนภาพ 3. ทจดตดใดๆ ถาปรากฏ 2 ส จะตองใช 3 ส
2.3 การรวม Knots (Knots sum) และทฤษฎบททเกยวของ
บทนยาม 2.3.1 : กาหนดให 1K และ 2K เปน knots จะกลาววา การเชอมตอของ knots ทงสองเกดขนโดยการลบเสนโคง จากแตละ knots แลวเชอมตอกบจดตดทง 4 โดยเสนโคงใหมทเกดขน 2 เสนนไมมจดตด
ทาใหเกดเปน knot และเขยนแทนดวย 1 2#K K [4]
2.4 ต
ตารางแบบฟฟอรมของ K
Knots
ภาพท 2.1 ตา
6
ารางแบบฟอร
รมของ Knotss [5]
7
บทท 3 วธการดาเนนงาน
ในการทาโครงงานนนมทฤษฎบท และขนตอนดาเนนงาน ดงน
3.1 Colorable Knots
ทฤษฎบท 3.1.1 : กาหนดให K เปน knots และ p เปนจานวนเฉพาะท 3p และกาหนด
ความสมพนธ 2 0 (mod )x y z p แตละจดตดของแผนภาพ
เมอเสนทอยบนจดตดระบายดวย x และเสนทอยใตจดตด ระบายดวย y และ z
สาหรบบาง , , px y z
จะไดวา ทจดตดใดๆจะใช 3 ส หรอ ใชเพยงสเดยวเทานน
พสจน
สมมตใหจากสมมตฐาน ไดวาความสมพนธดงน 2 0 (mod )x y z p
เมอเสนทอยบนจดตดระบายดวย x และเสนทอยใตจดตด ระบายดวย y และ z
สาหรบบาง , , px y z
จะแสดงวา ทจดตดใดๆจะใช 3 ส หรอ ใชเพยงสเดยวเทานน
จาก 2 0 (mod )x y z p
นนคอ 2x y z
ดงนน x y z x
กรณท 1 x y z
x x x x
x x
นนคอ ใชเพยงสเดยวเทานน
8
กรณท 2 x y ; (x z และ )y z
ใชการพสจนโดยขอขดแยง
x y z x
ถา x z จะไดวา x y x x แลว x y
ถา y z จะไดวา x y y x แลว 0 ( ) ( ) 2( )y x y x y x
จะได | ( ) 0p y x y x y x
กรณท 3 x z ; (x y และ )z y
ใชการพสจนโดยขอขดแยง
x y z x
ถา x y จะไดวา x x z x แลว x z
ถา z y จะไดวา x z z x แลว 0 ( ) ( ) 2( )z x z x z x
จะได | ( ) 0p z x z x z x
กรณท 4 y z
x y z x
ถา y x จะไดวา x x z x แลว y x z
ถา x z จะไดวา x y x x แลว x y
ดงนน y x z
ดงนน จาก กรณท 1 จะไดวา จดตดใชสเดยว
จาก กรณท 2 , กรณท 3 , กรณท 4 สมมลกน จะไดวา ถาเกด 2 ส แลวจะปรากฏ 3 ส
9
บทนยาม 3.1.2 : กาหนดให K เป◌น knot
ดเทอรมแนนตของ knot (Determinant of knot)เขยนแทนดวย det ( )K เปนคา
สมบรณของ coloring matrix ทตดแถวตดหลกแลว
บทแทรก 3.1.3 : knot เปน p colorable กตอเมอ |p d โดยท d เปนดเทอรมแนนตของ
knot
พสจน
( ) สมมตให K เปน knot และ K เปน p colorable เราตองการพสจนวา |p d
เนองจาก K เปน p colorable
ดงนนม X ทซง 0 (mod )MX p และ 0 (mod )X p
นนคอ ดเทอรมแนนต 0 (mod )d p หรอ |p d
( ) สมมตให |p d เราตองการพสจนวา K เปน p colorable
เนองจาก |p d ฉะนนจงไดวา 0 (mod )d p
ซงหมายความวามเวกเตอร X ทไมเปน 0 ทซง 0 (mod )MX p
ดงนน K เปน p colorable
จากบ
ส
บทแทรก 3.1.3
ตวอยางท
วธท
จากภาพ 3
จากระบบ
สมการดงตอไ
3 เราจะแสดง
ท 3.1.2.1 :
า จาก Knot
3.1 ไดระบบส
บสมการ colo
ไปน
1M
งตวอยาง การ
กาหนดให
t 13
ภ
สมการ colori
12x x
1 2x x
1 2x x
oring system
| de
10
รระบายสเมท
1K แทน
าพท 3.1 Kno
ing system eq
2 3 0 (x x
2 32 0 (x
2 3 0 (x x
equations ดง
1et( ) |M
2
1
1
รกซของ p
Knot 13
ot 13
quation (CSE
(mod )p
(mod )p
(mod )p
งกลาวจะได c
| 0 |
1 1
1 2
2 1
colorable
) ดงน
coloring matr
กตอเมอ p
rix ของระบบ
| d
บ
แ
เราจะทาก
ดงนน จา
แสดงวา 1K
การตดแถว ตด
ากการระบายส
เปน tricolor
ดหลกสดทาย
1K
| d
ส mod p จ
rable
ภาพท 3.2
11
ย คอ แถว 3 ห
2 1
1 1
1 2
1det( ) |K
จะไดวา 3
Knot 13 เป
หลก 3 จะได
1
2
1
| 3 |
0 (mod 3
น tricolorabl
ด
3) จากบทแท
e
ทรก 3.1.3
e
ตวอยางท
วธท
ในทานอง
equations ขอ
ท 3.1.2.2 :
า จาก Knot
งเดยวกนกบต
อง knot 2K
2M
กาหนดให t 29
ตวอยางท 3.1.
ในรปของ co
1 0 0
2 0
1 1 2
0 2 0
0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
12
2K แทน
ภาพท 3.3 K
.2.1 เราสามาร
oloring matrix
0 2 0
1 1 0
2 0 0
0 0 0
1 0 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
2det(M
น Knot 29
Knot 29
รถเขยนระบบ
x ของระบบส
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 1 1
0 0 2
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2 1
2 ) 0
บสมการ colo
สมการดงตอไ
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 2
1 1
2 0
1 0
oring system
ไปน
แ
เราจะทาก
ดงนน จาแสดงวา 2K
การตดแถว ตด
2K
าก การระบาย สามารถระบ
ภาพท
ดหลกสดทาย
1 0 0
2 0 1
1 1 2
0 2 0
0 1 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
|
ยส mod p
บายได 3 ส
ท 3.4 Knot 9
13
ย คอ แถว 9 ห
0 2 0
1 1 0
2 0 0
0 0 0
1 0 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
2det( ) |K
จะไดวา 15
จงเปน tricol
29 เปน tricol
หลก 9 จะได
0 0
0 0
0 0
1 1
0 2
0 0
0 0
1 0
2 1
| 15 |
5 0 (mod
lorable
orable (ระบ
ด
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 2
1 1
2 0
1 0
d 3) จากบทแ
ายสได 3 ส)
แทรก 3.1.3
จ
หรอ จากบ
จากบทแทรก
บทแทรก 3.1
ก 3.1.3 แสดงว
ภาพท
.2 การระบา
วา 2K สามา
ท 3.5 Knot 9
14
ยส mod p
ารถระบายได
29 เปน tricol
p จะไดวา 1
5 ส
lorable (ระบ
15 0 (mo
บายสได 5 ส)
od 5)
3.2 การ
3.2.
equ
1M
รรวม Knot
.1 การรวม
ตวอยางท 3.2
วธทา จ
ในทานองเดย
uations ของ k
ts และดเท
ม knots ทเป
2.1.1 กา
จะ
จาก Knot 7
ยวกนกบตวอ
knot 1K ในร
อรมแนนทข
ปน tricolora
าหนดให K
K
ะแสดงวา K
7
ภ
อยางท 3.1.2.1
รปของ color
15
ของ Knots
able กบ tric
1K แทน kn
2K แทน k
1 2#K K เปน
ภาพท 3.6 Kn
1 เราสามารถเ
ing matrix ขอ
1| det( )M
colorable
not 77
knot 69
น tricolorab
not 77
เขยนระบบสม
องระบบสมก
1
2
1
0
0
0
0
| | 0 |
ble
มการ colorin
การดงตอไปน
1 0 0
2 0 1
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 0
ng system
น
2 0
1 0
0 0
1 1
0 0
0 1
0 2
0 1
0 0
0 2
0 0
2 0
1 0
1 1
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 1K เป
ตดแถว ตดหล
1K
ารระบายส m
น tricolorabl
ลกสดทาย คอ
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
mod p จะได
le
ภาพท 3.
16
อ แถว 7 หลก
0 0 2
0 1 1
1 0 0
2 0 1
1 1 0
0 2 0
0 0 0
1| det( ) |K
ดวา 21 0 (
.7 Knot 77 เ
ก 7 จะได
0 0
0 0
0 0
1 0
0 2
1 1
2 1
| 21|
mod 3) จาก
เปน tricolora
1
0
2
0
0
0
1
กบทแทรก 3.1
able
1.3
ของ
จาก Knot 9
ในทานองเดย
ง knot 2K ใ
M
6
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
2
1
0
0
0
0
0
0
1
2M
อยางท 3.1.2.1
oring matrix
0 0
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
17
ภาพท 3.8
เราสามารถเ
ของระบบสม
0 0
0 0
1 1
2 0
0 0
1 0
0 2
0 1
0 0
2| det( ) |M
Knot 69
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
1 1
0 2
0 0
0 0
0 1
0 0
0 0
1 0
2 0
| 0 |
มการ colorin
ปน
1 0 0
2 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
ng system equ
0
0
0
0
0
0
1
2
1
uations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 2K เป
K
ตดแถว ตดหล
2
1
0
0
0
0
0
0
1
ารระบายส m
น tricolorabl
2K
ลกสดทาย คอ
2 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
1 0 0
mod p จะได
le
ภาพท 3.9
18
อ แถว 9 หลก
0 0 0
0 0 0
0 1
1 2 0
2 0 0
1 1 0
0 0 2
0 0
0 0 0
2| det( )K
ดวา 27 0 (
9 Knot 69 เป
ก 9 จะได
0 1
0 0
1 0
0 0
0 0
0 0
2 0
1 1
0 2
| | 27 |
mod 3) จาก
ปน tricolorab
1 0
2 0
0 0
0 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
กบทแทรก 3.1
ble
0
0
0
0
0
0
1
2
1
1.3
ของ
ของ
1 #K
เมอนา knot
ง 1K และ K
ในทานองเดย
ง knot 1 #K K
1
2
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2# K
77 ทเปน tric
2K ซงเขยนแท
ภาพท 3
ยวกนกบตวอ
2K ในรปของ
0 0 0
0 0 0
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1
0 0 2
0 0
0 0 0
0 0 0
0
0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
colorable กบ
ทนดวย 1 #K
3.10 แสดงแผ
อยางท 3.1.2.1
ง coloring ma
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
| d e t(
19
บ knot 69 ทเป
2K ดงน
ผนภาพ Knot
1 2#K K
เราสามารถเ
atrix ของระบ
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
1 1 0
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
1 0 0
0 2 0
0 1 1
0 0 0
1 2( # )K K
ปน tricolorab
t 77 รวมกบ
ขยนระบบสม
บบสมการดงต
0 0 0
0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
0 2 0
0 1
0 0 2
1 1 0
2 0 0
0 0 0
) | | 0 |
ble มารวมกน
Knot 69
มการ colorin
ตอไปน
0 2 0
1 1 0
0 0 0
0 1 1
0 0 0
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
2 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 2
นจะได knots
ng system equ
0 1
0 0
0 2
0 0
2 0
1 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1 1
sum
uations
แสด
K
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 1 #K K
ภ
1 2#K K
ตดแถว ตดหล
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0
0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
ารระบายส m
2K เปน tricolo
าพท 3.11 แส
ลกสดทาย คอ
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
| d
mod p จะได
orable
สดงแผนภาพ
20
อ แถว 16 หล
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 2 0
0 1 1
0 0 0
0 0 0
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 0 2
0 0 1
0 0 0
1 2det( #K K
ดวา 567 0
Knot 77 รว
ลก 16 จะได
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
2 0
1 1
0 0 2
0 0
0 0
0 1
1 2
0 0
) | | 567
(mod 3) จา
วมกบ Knot 9
0 0 2
0 1 1
0 0 0
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
7 |
กบทแทรก 3
69 เปน trico
0 0 1
0 0 0
0 0 2
1 0 0
0 2 0
1 1 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 1 1
.1.3
lorable
1
0
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
ของ
ตวอยางท 3.2
วธทา จ
ในทานองเดย
ง knot 3K ใ
2.1.2 กา
จะ
จาก knot 16
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
3M
าหนดให K
K
ะแสดงวา K
ภา
อยางท 3.1.2.1
oring matrix
2
1
0
0
0
1
21
3K แทน Kn
4K แทน Kn
3 4#K K เปน
าพท 3.12 Kn
เราสามารถเ
ของระบบส
0 0
1 0
2 1
1 1
0 2
0 0
3| det( )M
not 16
not 29
น tricolorabl
not 16
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
1 1
2 0
1 0
0 0
0 1
0 2
| | 0 |
le
มการ colorin
ปน
0
0
0
2
1
1
ng system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 3K เป
ตดแถว ตดหล
3K
ารระบายส m
น tricolorabl
ลกสดทาย คอ
2
1
0
0
0
1
mod p จะได
le
ภาพท 3.13
22
อ แถว 6 หล
0 0
1 0
2 1
1 1
0 2
0 0
3| det( ) |K
ดวา 9 0 (m
3 Knot 16 เป
ก 6 จะได
1 1
2 0
1 0
0 0
0 1
0 2
| 9 |
mod 3) จาก
ปน tricolorab
0
0
0
2
1
1
กบทแทรก 3.1
ble
1.3
ของ
จาก knot 29
ในทานองเดย
ง knot 4K ใ
2
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
4M
1
2
1
0
0
0
0
0
0
ภา
อยางท 3.1.2.1
oring matrix
1 0 0
2 0 1
1 1 2
0 2 0
0 1 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
23
าพท 3.14 Kn
เราสามารถเ
ของระบบสม
0 2 0
1 1 0
2 0 0
0 0 0
1 0 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
4| det( )M
not 29
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
0 0
0 0
0 0
1 1
0 2
0 0
0 0
1 0
2 1
| | 0 |
มการ colorin
ปน
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 2
1 1
2 0
1 0
ng system equ
uations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 4K เป
ตดแถว ตดหล
4K
1
2
1
0
0
0
0
0
0
ารระบายส m
น tricolorabl
ลกสดทาย คอ
1 0 0
2 0 1
1 1 2
0 2 0
0 1 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
mod p จะได
le
ภาพท 3.
24
อ แถว 9 หล
2 0
1 0
0 0
0 0
0 0
1 1
0 2
0 1
0 0
4| det( ) |K
วา 15 0 (m
15 Knot 29
ก 9 จะได
0 0
0 0
0 0
1 1
0 2
0 0
0 0
1 0
2 1
| 15 |
mod 3) จากบ
เปน tricolor
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 2
1 1
2 0
1 0
บทแทรก 3.1
rable
.3
ของ 3K
ของ
เมอนา knot
และ 4K ซง
ในทานองเด
ง knot 3 #K K
3 4#K K
16 ทเปน tri
งเขยนแทนดว
ภาพท
ดยวกนกบตว
4K ในรปขอ
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2 1
0 1 1
0 0 2
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
colorable กบ
วย 3 4#K K ด
ท 3.16 แสดง
วอยางท 3.1.2
อง coloring m
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
1 0 0
2 0 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
| d e
25
บ knot 29 ท
ดงน
งแผนภาพ Kn
3 4#K K
.1 เราสามารถ
matrix ของระบ
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
2 0 0
0 0 0
1 0 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
3e t( #K K
เปน tricolora
not 16 รวมกบ
ถเขยนระบบส
บบสมการดง
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1 1
0 2
0 0
0 0
0 0
1 0
2 0
4 ) | | 0 |
able มารวมก
บ Knot 29
สมการ colori
ตอไปน
0 0 0
0 0 1
0 0 2
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 1 1
0
2 0
1 1 0
2 0 0
1 1 0
|
กนจะได knot
ing system e
2 1
1 0
0 0
0 0
0 2
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
ts sum
equations
แสด
จาก ตวอ
K
เราจะทาการต
ดงนน จากกาดงวา 3 #K K
ภา
อยาง 3.2.1.1
3 4#K K
ตดแถว ตดหล
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2
0 1
0 0 2
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
ารระบายส m
4K เปน trico
าพท 3.17 แส
และ 3.2.1.2
ลกสดทาย คอ
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
1 0 0
2 0 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
| d
mod p จะไดolorable
สดงแผนภาพ
สรปไดวา tr
26
อ แถว 15 หล
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1 1
2 0
0 0
1 0
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
3det( #K K
ดวา 135 0 (
Knot 16 รวม
ricolorable ร
ลก 15 จะได
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 1 1
0 0 2
0 0 0
1 0 0
2 0 0
1 1 0
0 2 0
4 ) | | 13K
(mod 3) จาก
มกบ Knot 9
วมกบ tricol
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 1
0
2
1 1
2 0
1 1
5 |
กบทแทรก 3.1
2 เปน tricolo
lorable ไดเป
0 2 1
1 1 0
2 0 0
0 0 0
0 0 2
0 1 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1.3
orable
น tricolorab
le
3.2.2 ก
ของ
การรวม kno
ตวอยางท 3.2
วธทา จ
ในทานองเดย
ง knot 5K ใ
ots ทเปน tri
2.2.1 กา
จะ
จาก knot 77
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
5M
icolorable ก
าหนดให K
K
ะแสดงวา K
ภาพ
อยางท 3.1.2.1
oring matrix
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
| d
27
กบ non-tric
5K แทน K
6K แทน K
5 6#K K เปน
พท 3.18 Knot
เราสามารถเ
ของระบบสม
0 2
1 1
0 0
0 1
1 0
2 0
0 0
5det( ) |M
colorable
Knot 77
Knot 88
tricolorabl
t 77
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
0 0
0 0
0 0
1 0
0 2
1 1
2 1
| 0 |
e
มการ colorin
ปน
1
0
2
0
0
0
1
ng system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 5K เป
ตดแถว ตดหล
5K
ารระบายส m
น tricolorabl
ลกสดทาย คอ
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
mod p จะได
le
ภาพท 3.1
28
อ แถว 7 หล
0 2
1 1
0 0
0 1
1 0
2 0
0 0
5| det( ) |K
ดวา 21 0 (m
19 Knot 77
ก 7 จะได
0 0
0 0
0 0
1 0
0 2
1 1
2 1
| 21|
mod 3) จาก
เปน tricolora
1
0
2
0
0
0
1
กบทแทรก 3.1
able
1.3
ของ
จาก knot 88
ในทานองเดย
ง knot 6K ใ
8
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
6M
อยางท 3.1.2.1
oring matrix
1 2
2 0
1 1
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
29
ภาพท 3.20 K
เราสามารถเ
ของระบบสม
0 0
1 1
0 2
1 0
2 0
0 1
0 0
0 0
3| det( )M
Knot 88
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
0 0
0 0
0 0
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
| | 0 |
มการ colorin
ปน
0 1
0 0
0 0
0 0
1 0
0 2
1 1
2 0
ng system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 6K เป
ตดแถว ตดหล
6K
ารระบายส m
น non-tricolo
ลกสดทาย คอ
1 2
2 0
1 1
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
mod p จะได
orable
ภาพท 3.21
30
อ แถว 8 หล
0 0
1 1
0 2
1 0
2 0
0 1
0 0
0 0
3| det( ) |K
ดวา 25 0 (
Knot 88 เป
ก 8 จะได
0 0
0 0
0 0
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
| 25 |
(mod 3) จาก
ปน Non-Tric
0 1
0 0
0 0
0 0
1 0
0 2
1 1
2 0
กบทแทรก 3.1
colorable
1.3
kno
ใ
ของ
K
เมอนา knot
ots sumของ K
ในทานองเดย
ง knot 5 #K K
5 6#K K
77 ทเปน tric
5K และ 6K
ภาพท
ยวกนกบตวอ
6K ในรปของ
1 1 0
2 0 0
1 2 0
0 0 0
0 0 2
0 0 0
0 1 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 1
colorable กบ
ซงเขยนแทน
ท 3.22 แสดง
ยางท 3.1.2.1
ง coloring ma
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 1
2 0
0 0
0 0
0 0
0 2
1 1
1 0
| d e t
31
บ Knot 88 ท
นดวย 5 #K K
งแผนภาพ Kn
5 6#K K
เราสามารถเข
atrix ของระบ
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
0 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 1
0 0 2
2 0 0
1 5t( #K K
เปน non-trico
6K ดงน
not 77 รวมก
ขยนระบบสม
บบสมการดงต
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 1
0 2
1 1
2 0
1 0
0 0
0 0
) | | 0 |
olorable มาร
กบ Knot 88
มการ coloring
ตอไปน
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 1 1
0 0 0
1 1 0
0 2 0
2 0 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0
0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
รวมกนจะได
g system equ
0 0
1 0
0 1
0 2
1 1
2 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
uations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 5 #K K
ภ
5 6#K K
ตดแถว ตดหล
1 1 0
2 0 0
1 2 0
0 0 0
0 0 2
0 0 0
0 1 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 1
ารระบายส m
6K เปน tricolo
ภาพท 3.23 แ
ลกสดทาย คอ
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 1
2 0
0 0
0 0
0 0
0 2
1 1
1 0
| de
mod p จะได
orable
แสดงแผนภาพ
32
อ แถว 15 หล
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
0 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 1
0 0 2
2 0 0
1 5et( # )K K
ดวา 525 0 (
พ Knot 77 ร
ลก 15 จะได
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 1
0 2
1 1
2 0
1 0
0 0
0 0
) | | 525 |
(mod 3) จาก
รวมกบ Knot
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 1 1
0 0 0
1 1 0
0 2 0
2 0 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0
0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
กบทแทรก 3.1
88 เปน trico
0 0
1 0
0 1
0 2
1 1
2 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1.3
olorable
ใ
ของ
ตวอยางท 3.2
วธทา
ในทานองเดย
ง knot 7K ใน
2.2.2 กา
จะ
จาก Knot 5
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
M
าหนดให K
K
ะแสดงวา K
15
ยางท 3.1.2.1
oring matrix ข
7M
1
2
1
0
0
33
7K แทน K
8K แทน K
7 8#K K เปน
ภาพท 3.24
เราสามารถเข
ของระบบสม
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
7| det( )M
Knot 15
Knot 16
น tricolorab
4 Knot 15
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
2 0
1 1 0
0 2 0
0 1
1 0 2
| | 0 |
ble
มการ coloring
ปน
1
0
0
1
2
g system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากก
ดงวา 7K เป
ตดแถว ตดหล
K
ารระบายส m
น non-tricol
ลกสดทาย คอ
7K
1
2
1
0
0
mod p จะไ
lorable
34
อ แถว 5 หล
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
7| det( ) |K
ดวา 5 0 (m
ภาพท 3.25
ก 5 จะได
2 0
1 1 0
0 2 0
0 1
1 0 2
| 5 |
mod 3) จาก
5 Knot 15
1
0
0
1
2
กบทแทรก 3.
1.3
ใ
ของ
จาก knot 6
ในทานองเดย
ง knot 8K ใน
1
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
8M
ยางท 3.1.2.1
oring matrix ข
0 0
1 0
2 0
1
0 2
0
35
ภาพท 3.26
เราสามารถเข
ของระบบสม
0 0
0 0
0 1
1 2
2 0
1 1
8| det( )M
Knot 16
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
1 1
2 0
1 0
0 0
0 1
0 2
| | 0 |
มการ coloring
ปน
2
1
0
0
1
0
g system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 8K เป
ตดแถว ตดหล
8K
ารระบายส m
น tricolorabl
ลกสดทาย คอ
0
1
2
1
0
0
|
mod p จะได
le
ภาพท 3.27
36
อ แถว 6 หล
0 0
0 0
0 1
1 2
2 0
1 1
8d e t( ) |K
ดวา 9 0 (m
7 Knot 16 เป
ก 6 จะได
1 1
2 0
1 0
0 0
0 1
0 2
| | 9 |
mod 3) จาก
ปน tricolorab
2
1
0
0
1
0
กบทแทรก 3.1
ble
1.3
kno
ของ
เมอนา knot
ots sumของ K
ในทานองเดย
ง knot 7 #K K
7 8#K K
15 ทเปน non
7K และ 8K
ภาพท 3
ยวกนกบตวอ
8K ในรปของ
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
n-tricolorable
ซงเขยนแทน
3.28 แสดงแ
อยางท 3.1.2.1
ง coloring ma
2 0
0 0
2 0
0 0
1 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
| d e t( K
37
e กบ knot 6
นดวย 7 #K K
ผนภาพ Knot
7 8#K K
เราสามารถเ
atrix ของระบ
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
0 0
1 0 2
1 1 0
0 2 0
0 1
7 8# )K K
1 ทเปน trico
8K ดงน
t 15 รวมกบ
ขยนระบบสม
บบสมการดงต
0 0 0
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
2 0 0
0 0 2
0 1 1
1 2 0
| | 0 |
olorable มาร
Knot 16
มการ colorin
ตอไปน
0 1
1 0
2 0
1 1
0 2
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
วมกนจะได
ng system equ
uations
แสด
จากตวอ
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 7 #K K
ภ
ยาง 3.2.1.1 ก
7 8#K K
ตดแถว ตดหล
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
ารระบายส m
8K เปน tricol
ภาพท 3.29 แ
กบ 3.2.1.2 แล
ลกสดทาย คอ
2 0
0 0
2 0
0 0
1 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
| det(K
mod p จะได
lorable
แสดงแผนภาพ
ละสรปไดวา n
38
อ แถว 11 หล
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
0 0
1 0 2
1 1 0
0 2 0
0 1
7 8# ) |K K
ดวา 45 0 (
พ Knot 15 ร
non-tricolorab
ลก 11 จะได
0 0 0
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
2 0 0
0 0 2
0 1 1
1 2 0
| 45 |
(mod 3) จาก
วมกบ Knot
ble รวมกบ tr
ด
0 1
1 0
2 0
1 1
0 2
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
กบทแทรก 3.1
16 เปน tric
ricolorable ได
1.3
colorable
ดเปน tricolor
rable
3.2
ใ
ของ
.3 การรวม
ตวอยางท 3.2
วธทา จ
ในทานองเดย
ง knot 9K ใน
ม knots ทเป
2.3.1 กา
จ
จาก knot 25
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
9M
ปน non-trico
าหนดให K
K
ะแสดงวา K
2
ยางท 3.1.2.1
oring matrix ข
9
1
2
1
0
0
39
olorable กบ
9K แทน Kn
10K แทน Kn
9 10#K K เปน
ภาพท 3.3
เราสามารถเข
ของระบบสม
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
9| det( )M
บ non-tricol
not 25
not 26
น tricolorab
30 Knot 25
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
2 0
1
0 0
0 1
2
| | 0 |
lorable
ble
มการ coloring
ปน
1
0
2
1
0
g system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 9K เป
ตดแถว ตดหล
9K
ารระบายส m
น non-tricolo
ลกสดทาย คอ
9
1
2
1
0
0
mod p จะไ
orable
ภาพท 3.31
40
อ แถว 5 หล
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
9| det( ) |K
ดวา 7 0 (m
Knot 25 เป
ก 5 จะได
2 0
1
0 0
0 1
2
| 7 |
mod 3) จาก
ปน non-tricol
1
0
2
1
0
กบทแทรก 3.
lorable
1.3
ใ
ของ
จาก knot 26
ในทานองเดย
ง knot 10K ใ
2
ยวกนกบตวอ
นรปของ colo
10M
ยางท 3.1.2.1
oring matrix
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
41
ภาพท 3.32
เราสามารถเข
ของระบบสม
0 0 2
0 0 1
1 2 0
2 0 0
1 1 0
0 1 1
10| det( )M
Knot 26
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
2 0
1 1
0 0
0 1
0 2
1 0
| | 0 |
มการ coloring
ปน
1
0
0
1
0
2
g system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 10K เป
ตดแถว ตดหล
10K
ารระบายส m
ปน non-tricolo
ลกสดทาย คอ
1
2
1
0
0
0
mod p จะได
orable
ภาพท 3.33
42
อ แถว 6 หล
0 0
0 0
1 2
2 0
1 1
0 1
10| det( )K
ดวา 11 0 (m
Knot 26 เป
ก 6 จะได
2 0
1 1
0 0
0 1
0 2
1 0
| |11 |
mod 3) จาก
น non-tricol
1
0
0
1
0
2
กบทแทรก 3.1
lorable
1.3
kno
ใ
ของ
เมอนา knot
ots sum ของ K
ในทานองเดย
ง knot 9 #K K
9 10#K K
25 ทเปน non
9K และ 10K
ภาพท
ยวกนกบตวอ
10K ในรปขอ
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
n-tricolorable
0 ซงเขยนแทน
3.34 แสดงแ
ยางท 3.1.2.1
อง coloring m
0 0
0 0
0 0
0 0
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
| d e t(
43
e กบ Knot 6
นดวย 9 #K K
แผนภาพ Kno
9 10#K K
เราสามารถเข
matrix ของระ
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
1 1 0
0 0 2
0 1
1 0 0
0 2
0 0
9 10# )K K
26 ทเปน non-
10K ดงน
t 25 รวมกบ
ขยนระบบสม
บบสมการดง
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
1 0 0
0 2 0
1 1 0
1 1 0
| | 0 |
-tricolorable
Knot 26
มการ coloring
งตอไปน
0 1
1 0
0 2
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
2 0
มารวมกนจะ
g system equ
ะได
uations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 9 #K K
ภาพท
9 10#K K
ตดแถว ตดหล
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
ารระบายส m
10K เปน non-t
ท 3.35 แสดงแ
ลกสดทาย คอ
0 0
0 0
0 0
0 0
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
| det(K
mod p จะได
tricolorable
แผนภาพ Kno
44
อ แถว 11 หล
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
1 1 0
0 0 2
0 1
1 0 0
0 2
0 0
9 10# ) |K K
ดวา 77 0 (
ot 25 รวมกบ
ลก 11 จะได
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
1 0 0
0 2 0
1 1 0
1 1 0
| 77 |
(mod 3) จาก
บ Knot 26 เป
ด
0 1
1 0
0 2
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
2 0
กบทแทรก 3.1
ปน non-tricol
1.3
lorable
ใ
ของ
ตวอยางท 3.2
วธทา จ
ในทานองเดย
ง knot 11K ใ
2.3.2 กา
จะ
จาก knot 15
ยวกนกบตวอ
ในรปของ col
M
าหนดให K
K
ะแสดงวา K
ยางท 3.1.2.1
oring matrix
11M
1
2
1
0
0
45
11K แทน K
12K แทน K
11 12#K K เปน
ภาพท 3.36
เราสามารถเข
ของระบบสม
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
11| det( )M
Knot 15
Knot 57
น tricolorab
Knot 15
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
2 0 1
1 1 0
0 2 0
0 1 1
1 0 2
) | | 0 |
ble
มการ coloring
ปน
1
0
0
1
2
g system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 11K เป
ตดแถว ตดหล
K
ารระบายส m
ปน non-tricol
ลกสดทาย คอ
11K
1
2
1
0
0
mod p จะได
lorable
ภาพท 3.37
46
อ แถว 5 หล
0 2
0 1
1 0
2 0
1 1
11| det( )K
ดวา 5 0 (m
Knot 15 เป
ก 5 จะได
2 0 1
1 1 0
0 2 0
0 1 1
1 0 2
) | | 5 |
mod 3) จาก
น non-tricolo
1
0
0
1
2
กบทแทรก 3.1
orable
1.3
ใ
ของ
จาก knot 57
ในทานองเดย
ง knot 12K ใ
5
ยวกนกบตวอ
ในรปของ col
12M
ภ
ยางท 3.1.2.1
oring matrix
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
47
ภาพท 3.38 K
เราสามารถเข
ของระบบสม
0 0 0
0 1 0
1 0 0
2 0 1
1 1 2
0 2 0
0 1 1
12| det( )M
Knot 57
ขยนระบบสม
มการดงตอไป
0 2 0
0 1 0
0 0 2
1 1 0
2 0 0
0 0 1
1 0 0
) | | 0 |
มการ coloring
ปน
0 1
0 0
2 0
0 0
0 0
1 1
0 2
g system equuations
แสด
เราจะทาการต
ดงนน จากกา
ดงวา 12K เป
ตดแถว ตดหล
12K
ารระบายส m
ปน non-tricolo
ลกสดทาย คอ
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
mod p จะได
orable
ภาพท 3.39
48
อ แถว 7 หล
0 0 0
0 1 0
1 0 0
2 0 1
1 1 2
0 2 0
0 1 1
12| det( ) |K
ดวา 17 0 (m
9 Knot 57 เป
ก 7 จะได
0 2 0
0 1 0
0 0 2
1 1 0
2 0 0
0 0 1
1 0 0
|17 |
mod 3) จาก
ปน non-tricol
0 1
0 0
2 0
0 0
0 0
1 1
0 2
กบทแทรก 3.1
lorable
1.3
kno
ใ
ของ
เมอนา kno
ots sum ของ K
ในทานองเดย
ง knot 11 #K K
11 12#K K
ot 15 ทเปน n
11K และ 1K
ภาพท
ยวกนกบตวอ
12K ในรปขอ
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
non-tricolorab
2 ซงเขยนแท
ท 3.40 แสดง
ยางท 3.1.2.1
อง coloring m
2 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
| det(
49
ble กบ knot
ทนดวย 11 #K
งแผนภาพ Kn
11 12#K K
เราสามารถเข
matrix ของระบ
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 1 1
1 2 0
2 0 0
1 1 0
0 0 2
0 0 1
11 12# )K K
57 ทเปน no
12# K ดงน
not 15 รวมก
ขยนระบบสม
บบสมการดง
0 0 0
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
1 0 2
) | | 0 |
on-tricolorabl
บ Knot 57
มการ coloring
งตอไปน
0 0 1
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
2 0 0
le มารวมกนจ
g system equ
จะได
uations
แสด
จากตว
non-tricl
จากทฤษฎบท
ดงนน จากกา
ดงวา 11 #K K
ภาพท
วอยาง 3.2.3.1
lorable
11 12#K K
ท 3.1.2 เราจะ
1 0
2 0
1 1
0 2
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
ารระบายส m
12K เปน non-
ท 3.41 แสดงแ
1 และ 3.2.3.
ะทาการตดแถ
2 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 1
0 0 0
0 0 0
| det(K
mod p จะได
-tricolorable
แผนภาพ Kno
.2 สรปไดวา
50
ถว ตดหลกสด
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 1 1
1 2 0
2 0 0
1 1 0
0 0 2
0 0 1
11 12# ) |K K
ดวา 85 0 (m
ot 15 รวมกบ
non-tricolor
ดทาย คอ แถว
0 0 0
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
2 0 0
0 0 0
0 0 0
1 1 0
0 2 0
0 1 1
1 0 2
| 85 |
mod 3) จาก
บ Knot 57 เป
able รวมกบ
ว 12 หลก 1
0 0 1
1 1 0
0 2 0
0 1 1
0 0 2
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
1 0 0
2 0 0
กบทแทรก 3.1
ปน non-trico
non-tricolor
12 จะได
1.3
olorable
rable ไดเปน
51
บทท 4 สรปผลและขอเสนอแนะ
โครงงานนเปนการศกษาเกยวกบเรองของ knots เพอตองการทราบวา knots นนเปน tricolorable หรอ non-tricolorableโดยใชวธการหาดเทอรมแนนทของเมทรกซเขามาชวยในการศกษา และใชโปรแกรม Maple แสดงการหาคาของดเทอรมแนนท
4.1 ผลของการดาเนนงาน
4.1.1 การระบายส mod p จากการระบายสของ knots ในแตละจดตดนนมความสมพนธเชอมโยงกบสมการ
1 2 32 0 (mod )x x x p ซงการระบายสจะมการใชสมการดงกลาวเขามาชวย โดยเราสามารถใชโปรแกรม Maple ในการคานวณหาคาดเทอรมแนนทของ knots ตางๆ ซงอยในรปแบบเมทรกซ เมอไดคาดเทอรมแนนทแลวจงนามาพจารณาวาเปน tricolorable หรอไม โดยใหสอดคลองกบ เงอนไข
0 (mod )d p ซงกาหนดให p มคาเทากบ 3 จากนนเราจะนาผลทไดเขาสวธการรวม knots (knots sum)
4.1.2 การรวม knots (knots sum) การนา knots ทเปน tricolorable รวมกบ tricolorable จะไดเปน tricolorable การนา knots ทเปน tricolorable รวมกบ non-tricolorable จะไดเปน tricoclorable และนา knots ทเปน non-tricolorable รวมกบ non-tricolorable จะไดเปน non-tricolorable
ดงนน จงสามารถคาดการณไดวา แผนภาพใดๆทเปน tricolorable เมอนามารวมกบแผนภาพทเปน tricolorable หรอ non-tricolorable กจะยงคงเปน tricolorable เสมอ
4.2 ขอเสนอแนะ
จากการศกษาโครงงานน เราสามารถทาการศกษาคนควาเพอหาเหตผล หรอสรางทฤษฎ เพอมาสนบสนนขอความคาดคะเนวา การนา knots ทเปน tricolorable รวมกบ tricolorable จะไดเปน tricolorable การนา knots ทเปน tricolorable รวมกบ non-tricolorable จะไดเปน tricoclorable
และนา knots ทเปน non-tricolorable รวมกบ non-tricolorable จะไดเปน non-tricolorable
52
บรรณานกรม
[1] Louis H.Kauffman , Knot and physics , University of Illinois at Chicago 1945 [2] Charles Livingston , Knot Theory , Mathematical Association of America Textbooks 1993 [3] V.O Marturov , Knot Theory , Moscow State University 2000 [4] Kelly Harlan , Composing Two Non-Tricolorable Knots , Math REU at CSUSB August 2010
[5] Kayla Jacobs , Tricolorability of Knots , Seminar in Discrete Math Spring 2006 [6 ] Jozef H.Przytycki , 3-Coloring and other Elementary Invariants Of Knot , George Washington University 1998 [7] Louis H.Kauffman and Pedro Lopes , Peterminants Of Rational Knots , University of Illinois at Chicago 2009 [8] Patone Martina , Knot Theory and its Applications , Universit_a degli Studi di Bologna 2010
ภาคผนวก
การป
ตวอย
จาก K
การใช
ดงนน
จะแสดงการ
ประมวณผลขอ
ยาง การหาดเ
Knot 25 :
ชโปรแกรม M
น จงทาการตด
รหาดเทอรมแ
องโปรแกรมด
เทอรมแนนท
Maple เพอชว
ดแถว ตดหลก
แนนท โดย
ดงกลาว
ของ Knot 5
วยในการหาด
กสดทาย คอ แ
54
ใชโปรแกรม
25 รวมกบ K
เทอรมแนนท
แถว 5 หลก
Maple ในกา
Knot 26
ทของ Knot 5
5 จะได
ารคานวณ แล
2
ละแสดงตวอยยาง
จาก K
การใช
ดงนน
Knot 26 :
ชโปรแกรม M
น จงทาการตด
Maple เพอชว
ดแถว ตดหลก
วยในการหาด
กสดทาย คอ แ
55
เทอรมแนนท
แถว 6 หลก
ทของ Knot 6
6 จะได
26
จากก
การใ
ดงนน
ารรวม Knot
ใชโปรแกรม M
น จงทาการตด
t 25 กบ Kn
Maple เพอชว
ดแถว ตดหลก
not 26 :
วยในการหาด
กสดทาย คอ แ
56
ดเทอรมแนนท
แถว 11 หลก
ทของ Knot 5
ก 11 จะได
25 รวมกบ KKnot 26