Konstrukcija konačnih ravnina u programskom sustavu Mathematica


Grafovi dobiveni od konačnih ravnina


Konačnoj (projektivnoj) ravni možemo pridružiti graf na sljedeći način:
Vrhovi grafa neka su točke i pravci ravnine. Vrhovi A i b spojeni su bridom akko je A točka koja leži na pravcu b. Ova konstrukcija je provediva i na blok dizajnima, ne samo na ravninama.
Ako na opisani način pridružimo graf G konačnoj projektivnoj ravnini P reda n, on će biti (n+1)-regularan, bipartitan i imat će "struk" (girth) 6. Ukupan broj vrhova grafa G je 2(n^2+n+1). Grupa automorfizama od G izomorfna je punoj grupi kolineacija i korelacija ravnine P. Ako izbacimo automorfizme koji preslikavaju točke na pravce ("korelacije"), dobivamo grupu kolineacija od P.
Posljednje svojstvo posebno je zgodno, jer postoji program koji brzo računa automorfizme grafa: nauty (autor je B.D.McKay).
Evo nekoliko primjera grafova dobivenih od ravnina, u formatu za Mathematica paket Combinatorica (učitavanje sa ReadGraph) i za dreadnaut, korisnički interface za nauty: Program nauty je izuzetno efikasan za Desarguesove ravnine. Npr. za ravninu reda devet generatori pune grupe kolineacija dobiju se za oko 30 sekundi (na HP 9000/800). Ta grupa je reda 84913920 !

Vedran Krcadinac, 5.6.1996.