Regolo di Golomb

Regolo di Golomb di ordine 4 e lunghezza 6. Questo regolo è sia ottimale che perfetto.

In matematica, un regolo di Golomb, chiamato così da Solomon W. Golomb che fu il primo a descriverlo, è un insieme di tacche poste a posizioni intere su un immaginario regolo, tale che non ci sia alcuna coppia di tacche poste alla stessa distanza. Il numero di tacche nel regolo è il suo ordine, mentre la massima distanza tra due delle sue tacche è la sua lunghezza. Traslazione e riflessione di un regolo di Golomb sono considerate banali: per convenzione, quindi, la tacca più a sinistra è posta a 0 e quella successiva è il minore dei due valori possibili.

Non è affatto richiesto che un regolo di Golomb possa misurare tutte le distanze da 1 alla sua lunghezza: nel caso che lo faccia, viene detto un regolo perfetto. È stato dimostrato che non può esistere un regolo di Golomb perfetto per cinque o più tacche. Un regolo di Golomb si dice ottimale se non esiste nessun regolo di Golomb dello stesso ordine e più corto. È facile creare un regolo di Golomb, ma trovare quelli ottimali è un compito computazionalmente complicato. Distributed.net ha completato la ricerca parallela di massa per i regoli ottimali di ordine 24, 25 e 26, confermando i candidati sospetti. Distrbuted.net sta inoltre cercando il regolo ottimale di ordine 27; il tempo stimato rimanente è di circa sette anni.

Un uso pratico dei regoli di Golomb è la progettazione di antenne radio in array di fase, come ad esempio i radiotelescopi. Presso le stazioni base dei cellulari, si possono spesso vedere antenne in una configurazione equivalente al regolo di Golomb [0,1,4,6].

Al momento non è nota la complessità di trovare regoli di Golomb ottimali di lunghezza arbitraria n, ma si pensa che sia un problema NP-hard.

Regoli di Golomb ottimali noti

La tabella seguente mostra tutti i regoli di Golomb ottimali noti, escludendo quelli equivalenti a meno di riflessione. La tabella è completa fino all'ordine 26 compreso.

ordine	lunghezza	tacche
1	0	0
2	1	0 1
3	3	0 1 3
4	6	0 1 4 6
5	11	0 1 4 9 11 0 2 7 8 11
6	17	0 1 4 10 12 17 0 1 4 10 15 17 0 1 8 11 13 17 0 1 8 12 14 17
7	25	0 1 4 10 18 23 25 0 1 7 11 20 23 25 0 1 11 16 19 23 25 0 2 3 10 16 21 25 0 2 7 13 21 22 25
8	34	0 1 4 9 15 22 32 34
9	44	0 1 5 12 25 27 35 41 44
10	55	0 1 6 10 23 26 34 41 53 55
11	72	0 1 4 13 28 33 47 54 64 70 72 0 1 9 19 24 31 52 56 58 69 72
12	85	0 2 6 24 29 40 43 55 68 75 76 85
13	106	0 2 5 25 37 43 59 70 85 89 98 99 106
14	127	0 4 6 20 35 52 59 77 78 86 89 99 122 127
15	151	0 4 20 30 57 59 62 76 100 111 123 136 144 145 151
16	177	0 1 4 11 26 32 56 68 76 115 117 134 150 163 168 177
17	199	0 5 7 17 52 56 67 80 81 100 122 138 159 165 168 191 199
18	216	0 2 10 22 53 56 82 83 89 98 130 148 153 167 188 192 205 216
19	246	0 1 6 25 32 72 100 108 120 130 153 169 187 190 204 231 233 242 246
20	283	0 1 8 11 68 77 94 116 121 156 158 179 194 208 212 228 240 253 259 283
21	333	0 2 24 56 77 82 83 95 129 144 179 186 195 255 265 285 293 296 310 329 333
22	356	0 1 9 14 43 70 106 122 124 128 159 179 204 223 253 263 270 291 330 341 353 356
23	372	0 3 7 17 61 66 91 99 114 159 171 199 200 226 235 246 277 316 329 348 350 366 372
24	425	0 9 33 37 38 97 122 129 140 142 152 191 205 208 252 278 286 326 332 353 368 384 403 425
25	480	0 12 29 39 72 91 146 157 160 161 166 191 207 214 258 290 316 354 372 394 396 431 459 467 480
26	492	0 1 33 83 104 110 124 163 185 200 203 249 251 258 314 318 343 356 386 430 440 456 464 475 487 492

Bibliografia

• Martin Gardner, Mathematical games, Scientific American, marzo 1972, pagine 108-112

Collegamenti esterni

• Regoli di Golomb, su base5
• (EN) Pagina di James Shearer dell'IBM
• (EN) il progetto OGR a distributed.net
• (EN) Rulers, Arrays, and Gracefulness, da Math Games
• (EN) elenco di regoli di Golomb di varie lunghezze
• (EN) generazione di regoli perfetti

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