Кіріспе

Төрт квадратты қабырғаларынан біріктіру

Тетромино – төрт квадраттан құралған геометриялық пішін, олар тік бұрыштар арқылы емес, қабырғалары арқылы (ортогоналды түрде) біріктірілген. Тетромино, домино және пентомино сияқты, полиоминоның бір түрі. Оған сәйкес поликуб, тетракуб деп аталады, ол төрт кубтан құралған және тік бұрыштар арқылы емес, қабырғалары арқылы біріктірілген геометриялық пішін. Тетроминолар кеңінен танымал қолданысы совет ойын жасаушысы Алексей Пажитнов жасаған Tetris бейне ойынында, онда олар тетримино деп аталады. Ойында қолданылатын тетроминолар – бір жақты тетроминолар.

Бір жақты тетроминолар

Бір жақты тетроминолар – аударылып, бұрылып, бірақ кері бұрылмайтын тетроминолар. Олар көбінесе «Тетрис» ойынымен байланысты және осы ойында қолданылады. Бір жақты тетроминолардың жеті түрі бар. Бұл тетроминолар оларға ең ұқсас әріптермен аталады. «I», «O» және «T» тетроминоларында көрініс симметриясы бар, сондықтан оларды еркін тетроминолар немесе бір жақты тетроминолар деп қарастырудың маңызы жоқ. Қалған төрт тетромино – «J», «L», «S» және «Z» – хиральдық деп аталатын құбылысты көрсетеді. «J» және «L» бір-бірінің көлеңкесі, ал «S» және «Z» бір-бірінің көлеңкесі. Еркін тетроминолар ретінде «J», «L»-ге, ал «S», «Z»-ге тең. Бірақ екі өлшемді кеңістікте және кері бұру мүмкін болмаған жағдайда, «J»-ді «L»-ге немесе «S»-ді «Z»-ге айналдыруға болмайды.

Тіркелген тетроминолар

Тік тетроминолар тек қана жылжуға мүмкіндік береді, бұруға немесе кернеуге болмайды. Екі түрлі тұрақты I тетромино, төрт J, төрт L, бір O, екі S, төрт T және екі Z тетроминосы бар, барлығы 19 тұрақты тетромино.

Төртминоның бір жиынымен төртбұрышты толтыру

Темір төртбұрыштардың бір жиынтығы немесе бір жақты тетрминолар тік төртбұрышқа сыймайды. Бұл, қиратылған шахмат тақтасы аргументіне ұқсас дәлелмен көрсетуге болады. Шахмат тақтасы үлгісіндегі 5×4 тік төртбұрышта 20 квадрат бар, оның ішінде 10 ақ және 10 қара квадраттар бар, бірақ еркін тетроминолардың толық жиынтығында 11 қара және 9 ақ квадрат немесе 11 ақ және 9 қара квадрат болады. Бұл T тетроминосының 3 қара және 1 ақ квадратты немесе 3 ақ және 1 қара квадратты құрауымен байланысты, ал қалған тетроминолардың әрқайсысында 2 қара және 2 ақ квадраттан бар. Сол сияқты, 7×4 тік төртбұрышта 28 квадрат бар, оның ішінде әр түстен 14 квадраттан бар, бірақ бір жақты тетроминолар жиынтығында 15 қара және 13 ақ квадрат немесе 15 ақ және 13 қара квадрат болады. Осыған байланысты, екі типтің кез келген жиынтығының тақ саны тік төртбұрышқа сыймайды. Сонымен қатар, 19 бекітілген тетромино 4×19 тік төртбұрышқа сыймайды. Бұл компьютерлік іздеуде барлық мүмкіндіктерді қарау арқылы анықталды.

Этимология

"Тетромино" атауы "төрт" деген мағына беретін "тетра" префиксі (көне грек тілінен τετρα) мен "домино" сөзінің қосындысынан құралған. Бұл атауды 1953 жылы Соломон В. Голомб полиоминоларға қатысты басқа терминологиямен бірге енгізген.