पेंटोमिनो: Difference between revisions

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[[File:All 18 Pentominoes.svg|thumb|right|380px|12 पेंटोमिनोज़ 18 अलग-अलग आकार बना सकते हैं, जिनमें से 6 (चिराल पेंटोमिनोइज़) प्रतिबिम्बित होते हैं।]]'[[5]]' के लिए ग्रीक शब्द से व्युत्पन्न, और [[ डॉमिनो ]]ज़, एक पेंटोमिनो (या 5-ओमिनो) ऑर्डर 5 का एक पॉलीओमिनो है, जो कि समतल (ज्यामिति) में एक [[बहुभुज]] है जो 5 समान आकार के [[वर्ग]]ों से जुड़ा हुआ है। -किनारा। जब रोटेशन समरूपता और [[प्रतिबिंब समरूपता]] को अलग-अलग आकार नहीं माना जाता है, तो 12 अलग-अलग ''[[फ़्री पॉलीओमिनो]]'' पेंटोमिनोइन होते हैं। जब प्रतिबिंबों को अलग माना जाता है, तो 18 ''[[एक तरफा पॉलीओमिनो]]|वन-साइडेड'' पेंटोमिनोइज़ होते हैं। जब घुमावों को भी अलग माना जाता है, तो 63 ''[[फिक्स्ड पॉलीओमिनो]]'' पेंटोमिनोइज़ होते हैं।
[[File:All 18 Pentominoes.svg|thumb|right|380px|12 पेंटोमिनोज़ 18 विभिन्न आकार बना सकते हैं, जिनमें से 6 (चिराल पेंटोमिनोइज़) प्रतिबिम्बित होते हैं।]]<nowiki>''</nowiki>[[5]]<nowiki>''</nowiki> और "[[ डॉमिनो |डॉमिनो]]" के लिए ग्रीक शब्द से व्युत्पन्न पेंटोमिनो (या 5-ओमिनो) क्रम 5 का पॉलीओमिनो है, जो कि बिंदु से बिंदु तक योजित 5 समान आकार के [[वर्ग]] से बने समतल (ज्यामिति) में [[बहुभुज]] है। जब क्रमावर्तन और [[प्रतिबिंब समरूपता]] को विभिन्न आकार नहीं माना जाता है, तो 12 विभिन्न ''[[फ़्री पॉलीओमिनो|स्वतंत्र पॉलीओमिनो]]'' पेंटोमिनो होते हैं। जब प्रतिबिंबों को विशिष्ट माना जाता है, तो 18 ''[[एक तरफा पॉलीओमिनो|एकपक्षीय पॉलीओमिनो]]'' पेंटोमिनो होते हैं। जब क्रमावर्तन को भी प्रथक माना जाता है, तो 63 ''[[फिक्स्ड पॉलीओमिनो|निश्चित पॉलीओमिनो]]'' पेंटोमिनो होते हैं।


[[मनोरंजक गणित]] में पेंटोमिनो [[टाइलिंग पहेली]] और खेल लोकप्रिय हैं।<ref name=Harshbarger>{{cite web| url = http://www.ericharshbarger.org/pentominoes/| title = Eric Harshbarger - Pentominoes}}</ref> आमतौर पर, [[वीडियो गेम]] जैसे कि [[टेट्रिस]] इमिटेशन और रैम्पर्ट (गेम) दर्पण प्रतिबिंबों को अलग मानते हैं, और इस प्रकार 18 एक तरफा पेंटोमिनो के पूर्ण सेट का उपयोग करते हैं।
[[मनोरंजक गणित]] में पेंटोमिनो [[टाइलिंग पहेली|टाइलिंग वर्ग प्रहेलिका]] और खेल लोकप्रिय हैं।<ref name="Harshbarger">{{cite web| url = http://www.ericharshbarger.org/pentominoes/| title = Eric Harshbarger - Pentominoes}}</ref> सामान्यतः [[टेट्रिस]] अनुकरण और रैम्पर्ट जैसे [[वीडियो गेम|वीडियो]] [[वीडियो गेम|खेल]] दर्पण प्रतिबिंबों को विशिष्ट मानते हैं और इस प्रकार 18 एकपक्षीय पेंटोमिनो के संपूर्ण समुच्चय का उपयोग करते हैं।
 
बारह पेंटोमिनो में से प्रत्येक कॉनवे कसौटी पर खरे उतरते हैं; इसलिए हर पेंटोमिनो विमान को खपरैल करने में सक्षम है।<ref>{{cite book |last=Rhoads |first=Glenn C. |title=प्लानर टिलिंग्स एंड द सर्च फॉर एन एपेरियोडिक प्रोटोटाइल|year=2003 |publisher=PhD dissertation, Rutgers University}}</ref> प्रत्येक चिराल पेंटोमिनो बिना परावर्तित हुए विमान को टाइल कर सकता है।<ref>{{cite journal |last=Gardner |first=Martin |date=August 1975 |title=More about tiling the plane: the possibilities of polyominoes, polyiamonds and polyhexes |journal=[[Scientific American]] |volume=233 |issue=2 |pages=112–115|doi=10.1038/scientificamerican0775-112 }}</ref>


12 पेंटोमिनो में से प्रत्येक कॉनवे मानदंड को संपूर्ण करता है, इसलिए प्रत्येक पेंटोमिनो सतह को टाइलिंग करने में सक्षम है।<ref>{{cite book |last=Rhoads |first=Glenn C. |title=प्लानर टिलिंग्स एंड द सर्च फॉर एन एपेरियोडिक प्रोटोटाइल|year=2003 |publisher=PhD dissertation, Rutgers University}}</ref> प्रत्येक चिराल पेंटोमिनो बिना परावर्तित हुए सतह को आवरण कर सकता है।<ref>{{cite journal |last=Gardner |first=Martin |date=August 1975 |title=More about tiling the plane: the possibilities of polyominoes, polyiamonds and polyhexes |journal=[[Scientific American]] |volume=233 |issue=2 |pages=112–115|doi=10.1038/scientificamerican0775-112 }}</ref>


विशेष रूप से ओ पेंटोमिनो के लिए अक्षरों की समानता अधिक तनावपूर्ण है, किन्तु इस योजना में वर्णमाला के निरन्तर 12 अक्षरों का उपयोग करने का लाभ है।
== इतिहास ==
== इतिहास ==
[[File:Pentomino Naming Conventions.svg|thumb|300px|12 संभावित पेंटोमिनो आकृतियों के लिए लेबलिंग योजनाओं की तुलना। पहला नामकरण परिपाटी वह है जिसका इस लेख में प्रयोग किया गया है। दूसरी विधि कॉनवे की है।]]1907 में प्रकाशित [[हेनरी डुडेनी]] की पुस्तक [[कैंटरबरी पहेलियाँ]] में पेंटोमिनोज़ के एक पूर्ण सेट वाली सबसे पहली पहेली दिखाई दी।<ref>{{Cite web |title=कैंटरबरी पज़ल्स की प्रोजेक्ट गुटेनबर्ग ईबुक, हेनरी अर्नेस्ट डुडेनी द्वारा|url=https://www.gutenberg.org/files/27635/27635-h/27635-h.htm#p74 |access-date=2022-03-26 |website=www.gutenberg.org}}</ref> 1935 [[समस्यावादी]] फेयरी चेस सप्लीमेंट में पेंटोमिनो के एक पूरे सेट के साथ आयतों की शुरुआती टाइलिंग दिखाई दी, और पीआरसीएस और इसके उत्तराधिकारी, [[परी शतरंज की समीक्षा]] में आगे की टाइलिंग समस्याओं का पता लगाया गया।<ref>{{Cite web |title=Dissection Problems in PFCS/FCR: Summary of Results in Date Order |url=https://www.mayhematics.com/d/db.htm |access-date=2022-03-26 |website=www.mayhematics.com}}</ref> Pentominoes को औपचारिक रूप से अमेरिकी प्रोफेसर सोलोमन डब्ल्यू गोलोम्ब द्वारा 1953 में और बाद में उनकी 1965 की पुस्तक Polyominoes: पहेलियाँ, पैटर्न, समस्याएं और पैकिंग में परिभाषित किया गया था।<ref name=Harshbarger /><ref>{{cite web| url = http://people.rit.edu/mecsma/Professional/Puzzles/Pentominoes/P-Intro.html| title = people.rit.edu - Introduction - polyomino and pentomino}}</ref> [[मार्टिन गार्डनर]] द्वारा अक्टूबर 1965 में [[ अमेरिकी वैज्ञानिक ]] में गणितीय खेलों के कॉलम में उन्हें आम जनता से परिचित कराया गया था। गोलोम्ब ने प्राचीन ग्रीक से पेंटोमिनो शब्द गढ़ा {{lang|grc|πέντε}} / पेंटे, फाइव, और -ओमिनो ऑफ़ डोमिनोज़, काल्पनिक रूप से डोमिनोज़ के डी- की व्याख्या करते हैं जैसे कि यह ग्रीक उपसर्ग डी- (दो) का एक रूप था। [[लैटिन वर्णमाला]] के अक्षरों के बाद गोलोम्ब ने 12 मुक्त पॉलीओमिनो पेंटोमिनो का नाम दिया, जो कि वे मिलते-जुलते हैं।
[[File:Pentomino Naming Conventions.svg|thumb|300px|12 संभावित पेंटोमिनो आकृतियों के लिए चिन्हित योजनाओं की वर्णन करना है। पहला नामकरण परंपरा वह है, जिसका इस लेख में प्रयोग किया गया है, दूसरी विधि कॉनवे विधि है।]]1907 में प्रकाशित [[हेनरी डुडेनी]] की पुस्तक [[कैंटरबरी पहेलियाँ|कैंटरबरी वर्ग-पहेलियाँ]] में पेंटोमिनोज़ के पूर्ण समुच्चय वाली प्रथम प्रहेलिका प्रदर्शित हुई है।<ref>{{Cite web |title=कैंटरबरी पज़ल्स की प्रोजेक्ट गुटेनबर्ग ईबुक, हेनरी अर्नेस्ट डुडेनी द्वारा|url=https://www.gutenberg.org/files/27635/27635-h/27635-h.htm#p74 |access-date=2022-03-26 |website=www.gutenberg.org}}</ref> 1935 [[समस्यावादी]] फेयरी शतरंज अनुपूरक में पेंटोमिनो के संपूर्ण समुच्चय के साथ आयतों की प्रारंभिक टाइलिंग प्रदर्शित की थी, पीआरसीएस और इसके उत्तराधिकारी ने [[परी शतरंज की समीक्षा|फेयरी शतरंज समीक्षा]] में आगामी की टाइलिंग समस्याओं का पता लगाया गया था।<ref>{{Cite web |title=Dissection Problems in PFCS/FCR: Summary of Results in Date Order |url=https://www.mayhematics.com/d/db.htm |access-date=2022-03-26 |website=www.mayhematics.com}}</ref> पेंटोमिनो को औपचारिक रूप से अमेरिकी प्रोफेसर सोलोमन डब्ल्यू गोलोम्ब के माध्यम से 1953 में और पश्चात् में उनकी 1965 की पुस्तक पॉलीओमिनोज़: वर्ग-पहेलियाँ, प्रतिरूप, समस्याएं और संकुलन में परिभाषित किया गया था।<ref name=Harshbarger /><ref>{{cite web| url = http://people.rit.edu/mecsma/Professional/Puzzles/Pentominoes/P-Intro.html| title = people.rit.edu - Introduction - polyomino and pentomino}}</ref> [[मार्टिन गार्डनर]] के माध्यम से अक्टूबर 1965 में [[ अमेरिकी वैज्ञानिक |अमेरिकन वैज्ञानिक]] ने अपने गणितीय खेलों के स्तंभ में उन्हें सर्वसाधारण से परिचित कराया गया था। गोलोम्ब ने प्राचीन ग्रीक πέντε / पेंटे "फाइव" से "पेंटोमिनो" शब्द गढ़ा और डोमिनो के -ओमिनो ने "डोमिनो" के "d-" की काल्पनिक व्याख्या की जैसे कि यह ग्रीक उपसर्ग "d-" (दो) का रूप था। [[लैटिन वर्णमाला]] के अक्षरों के पश्चात् गोलोम्ब ने 12 मुक्त पॉलीओमिनो पेंटोमिनो का नाम दिया था, जो कि वे समरूप थे।


[[जॉन हॉर्टन कॉनवे]] ने पेन्टोमिनो के लिए एक वैकल्पिक लेबलिंग योजना प्रस्तावित की, जिसमें I के बजाय O, L के बजाय Q, F के बजाय R, और N के बजाय S का उपयोग किया गया। अक्षरों से समानता अधिक तनावपूर्ण है, विशेष रूप से O पेंटोमिनो के लिए, लेकिन यह योजना में वर्णमाला के लगातार 12 अक्षरों का उपयोग करने का लाभ है। कॉनवे के गेम ऑफ लाइफ पर चर्चा करने के लिए सम्मेलन द्वारा इसका उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, एफ-पेंटोमिनो के बजाय आर-पेंटोमिनो की बात की जाती है।
[[जॉन हॉर्टन कॉनवे]] ने पेन्टोमिनो के लिए वैकल्पिक चिन्हक योजना प्रस्तावित की, जिसमें आई के अतिरिक्त O, L के अतिरिक्त Q, F के अतिरिक्त R, और N के अतिरिक्त S का उपयोग किया गया था। विशेष रूप से पेंटोमिनो के लिए अक्षरों की समानता अधिक तनावपूर्ण है, किन्तु इस योजना में वर्णमाला के निरन्तर 12 अक्षरों का उपयोग करने का लाभ है। कॉनवे के खेल ऑफ लाइफ पर चर्चा करने के लिए सम्मेलन के माध्यम से इसका उपयोग किया जाता है, उदाहरण के रूप मे , जब F-पेंटोमिनो के अतिरिक्त आर-पेंटोमिनो की बात की जाती है।


== समरूपता ==
== समरूपता ==
* F, L, N, P, और Y को 8 तरीकों से उन्मुख किया जा सकता है: 4 रोटेशन द्वारा, और 4 और दर्पण छवि के लिए। उनके [[समरूपता समूह]] में केवल पहचान कार्य होता है।
* F , L, N, P, और वाई को 8 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है: 4 क्रमावर्तन के माध्यम से और 4 दर्पण छवि के लिए है। [[समरूपता समूह]] में मात्र समानता मानचित्रण सम्मिलित है।
* T, और U को रोटेशन द्वारा 4 तरीकों से उन्मुख किया जा सकता है। उनके पास ग्रिडलाइनों के साथ संरेखित प्रतिबिंब समरूपता का एक अक्ष है। उनके समरूपता समूह में दो तत्व होते हैं, पहचान और वर्गों के किनारों के समानांतर एक रेखा में प्रतिबिंब।
* T, और U को क्रमावर्तन के माध्यम से 4 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है। उनके पास मार्गदर्शनों के साथ संरेखित प्रतिबिंब समरूपता का अक्ष है। उनके समरूपता समूह में वर्गों के सिरों के समानांतर रेखा में दो अवयव  समानता और प्रतिबिंब होते हैं।
* V और W को भी रोटेशन द्वारा 4 तरह से उन्मुख किया जा सकता है। उनके पास ग्रिडलाइनों के 45 डिग्री पर प्रतिबिंब समरूपता का अक्ष है। उनके समरूपता समूह में दो तत्व होते हैं, पहचान और एक विकर्ण प्रतिबिंब।
* V और W को भी क्रमावर्तन के माध्यम से 4 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है। उनके पास मार्गदर्शनों के 45 डिग्री पर परावर्तन समरूपता का अक्ष है। उनके समरूपता समूह में दो अवयव  समानता और विकर्ण प्रतिबिंब होते हैं।
* Z को 4 तरीकों से उन्मुख किया जा सकता है: 2 रोटेशन द्वारा, और 2 और दर्पण छवि के लिए। इसमें बिंदु समरूपता है, जिसे क्रम 2 की [[घूर्णी समरूपता]] के रूप में भी जाना जाता है। इसके समरूपता समूह में दो तत्व होते हैं, पहचान और 180° घूर्णन।
* जेड को 4 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है: 2 क्रमावर्तन के माध्यम से, और 2 और दर्पण छवि के लिए है। इसमें बिंदु समरूपता है, जिसे क्रम 2 की [[घूर्णी समरूपता|आवर्तनशील समरूपता]] के रूप में भी जाना जाता है। इसके समरूपता समूह में दो अवयव  समानता और 180° क्रमावर्तन होते हैं।
* रोटेशन द्वारा मुझे 2 तरह से उन्मुख किया जा सकता है। इसमें प्रतिबिंब समरूपता के दो अक्ष हैं, दोनों ग्रिडलाइनों के साथ संरेखित हैं। इसके समरूपता समूह में चार तत्व हैं, पहचान, दो प्रतिबिंब और 180 डिग्री रोटेशन। यह क्रम 2 का [[डायहेड्रल समूह]] है, जिसे [[क्लेन चार-समूह]] के रूप में भी जाना जाता है।
* क्रमावर्तन के माध्यम से मुझे 2 प्रकार से उन्मुख किया जा सकता है। इसमें प्रतिबिंब समरूपता के दो अक्ष हैं, जो दोनों मार्गदर्शनों के साथ संरेखित हैं। इसके समरूपता समूह में चार अवयव  समानता, दो प्रतिबिंब और 180 डिग्री क्रमावर्तन हैं। यह क्रम 2 का [[डायहेड्रल समूह]] है, जिसे [[क्लेन चार-समूह]] के रूप में भी ज्ञात है।
* X को केवल एक ही तरीके से उन्मुख किया जा सकता है। इसमें प्रतिबिंब समरूपता के चार अक्ष हैं, जो ग्रिडलाइन और विकर्णों के साथ संरेखित हैं, और क्रम 4 की घूर्णी समरूपता है। इसके समरूपता समूह, क्रम 4 के डायहेड्रल समूह में आठ तत्व हैं।
* X को मात्र एक ही विधियों से उन्मुख किया जा सकता है। इसमें परावर्तन समरूपता के चार अक्ष हैं, जो मार्गदर्शनों और विकर्णों के साथ संरेखित हैं, और क्रम 4 की आवर्तनशील समरूपता है। इसके समरूपता समूह क्रम 4 के डायहेड्रल समूह में आठ अवयव  हैं।
 
F , L, N, P, वाई, और जेड पेंटोमिनोइज [[चिरायता (गणित)|चिरल (गणित)]] हैं; उनके प्रतिबिंबों (F , J, N, Q, Y, S) को संचय से एकपक्षीय पेन्टोमिनो की संख्या 18 हो जाती है। यदि क्रमावर्तन को भी प्रथक माना जाता है, तो प्रथम श्रेणी के पेंटोमिनो की संख्या आठ गुना होती है, आगामी तीन श्रेणियों (T, U, V, W, Z) की संख्या चार गुना होती है। I की गणना दो बार होती है, और X की गणना मात्र एक बार होती है। इसका परिणाम 5×8 + 5×4 + 2 + 1 = 63 निश्चित पेंटोमिनो होता है।
 
उदाहरण के रूप मे , L, F , N, P और Y पेंटोमिनो के आठ संभावित अभिविन्यास इस प्रकार हैं:                       
 
[[File:L-pentomino Symmetry.svg|150px]] [[File:F-pentomino Symmetry.svg|150px]]&nbsp;&nbsp;[[File:N-pentomino Symmetry.svg|150px]]&nbsp;&nbsp;[[File:P-pentomino Symmetry.svg|150px]] [[File:Y-pentomino Symmetry.svg|150px]]सामान्यतः 2डी आंकड़ों के लिए दो और श्रेणियां हैं:
* परावर्तन समरूपता के दो अक्षों के साथ 90° के क्रमावर्तन के माध्यम से दो विधियों से उन्मुख होना ही दोनों विकर्णों के साथ संरेखित हैं। इस प्रकार की समरूपता के लिए कम से कम एक [[ heptomino |हेप्टोमिनो]] की आवश्यकता होती है। 
* दो प्रकार से उन्मुख होना जो एक दूसरे की दर्पण छवि हैं, उदाहरण के रूप मे [[स्वस्तिक]] है। इस प्रकार की समरूपता के लिए कम से कम एक [[octomino|ऑक्टोमिनो]] की आवश्यकता होती है।
 
== आयताकार आयामों का निर्माण                                                                                                              ==
[[File:Pentomino Puzzle Solutions.svg|right|उदाहरण टाइलिंग|400px]]एक मानक पेंटोमिनो प्रहेलिका आयताकार वर्ग को पेंटोमिनो से [[चौकोर|टाइल]] करना है, अर्थात इसे बिना अधिव्यापन और बिना अंतराल के समाविष्ट कर देना है। 12 पेंटोमिनो में से प्रत्येक का क्षेत्रफल 5 इकाई वर्ग है, इसलिए वर्ग में 60 इकाई का क्षेत्रफल होना चाहिए। संभावित आकार 6×10, 5×12, 4×15 और 3×20 हैं।     
 
6×10 का स्थितियों पहली बार 1960 में सी. ब्रायन हैसेलग्रोव और [[जेनिफर हैसलग्रोव]] के माध्यम से हल किया गया था।<ref>{{cite journal |author=C. B. Haselgrove |author2=Jenifer Haselgrove |date=October 1960 |title=Pentominoes के लिए एक कंप्यूटर प्रोग्राम|journal=[[Eureka (University of Cambridge magazine)|Eureka]] |volume=23 |pages=16–18|url=https://www.archim.org.uk/eureka/archive/Eureka-23.pdf}}</ref> संपूर्ण आयत के क्रमावर्तन और प्रतिबिंब के माध्यम से प्राप्त महत्त्वहीन विविधताओं के अतिरिक्त यथोचित समाधान 2339 हैं, किन्तु इसमें पेंटोमिनोइज़ के उप-समुच्चय का घूर्णन और प्रतिबिंब सम्मिलित है (जो कभी-कभी सरल विधियों से अतिरिक्त समाधान प्रदान करता है)। 5×12 वर्ग में 1010 समाधान हैं, 4×15 वर्ग में 368 समाधान हैं, और 3×20 वर्ग में मात्र 2 समाधान हैं (एक को चित्र में चित्रित गया है, और दूसरा क्रमावर्तन के माध्यम से समाधान से प्राप्त किया जा सकता है। एक संपूर्ण के रूप में, L, N, F , T, W, Y, और Z पेंटोमिनोइज़ से युक्त वर्ग है)। कुछ सीमा तक आसान (अधिक सममित) प्रहेलिका, केंद्र में 2×2 छेद वाला 8×8 आयत, 1958 में डाना स्कॉट के माध्यम से हल किया गया था।[8]


एफ, एल, एन, पी, वाई, और जेड पेंटोमिनोइज [[चिरायता (गणित)]] हैं; उनके प्रतिबिंबों (F', J, N', Q, Y', S) को जोड़ने से एक तरफा पेन्टोमिनो की संख्या 18 हो जाती है। अगली तीन श्रेणियां (T, U, V, W, Z) चार गुना, I दो बार और X केवल एक बार गिना जाता है। इसका परिणाम 5×8 + 5×4 + 2 + 1 = 63 स्थिर पेन्टोमिनो है।
कुछ सीमा तक आसान (अधिक सममित) प्रहेलिका, केंद्र में 2×2 रिक्त स्थान के साथ 8×8 समकोण एवं 65 समाधान हैं एवं [[दाना स्कॉट|डाना स्कॉट]] के माध्यम से 1958 तक हल की गई थी।<ref>Dana S. Scott (1958). "Programming a combinatorial puzzle". Technical Report No. 1, Department of Electrical Engineering, Princeton University.</ref> स्कॉट का एल्गोरिदम [[ बैक ट्रैकिंग |बैक ट्रैकिंग]] कंप्यूटर कार्यक्रम के पहले अनुप्रयोगों में से एक था। इस प्रहेलिका की विविधताएं चार रिक्त स्थान को किसी भी स्थिति में रखने की अनुमति देती हैं। बाह्य संसर्ग में से इस नियम का उपयोग करता है। ऐसे अधिकांश प्रतिरूप हल करने योग्य होते हैं, पटल के दो वर्गों के पास प्रत्येक जोड़ी रिक्त स्थान को इस प्रकार से रखने के अपवाद के साथ कि दोनों वर्गों को मात्र P-पेंटोमिनो के माध्यम से अनुरूप किया जा सकता है, या टी-पेंटोमिनो या यू-पेंटोमिनो को बाध्य किया जा सकता है। पटल पर वर्ग को इस प्रकार रखें कि एक और रिक्त स्थान बन जाए।                                                                                                                                                                                             


उदाहरण के लिए, L, F, N, P और Y पेंटोमिनोइज़ के आठ संभावित झुकाव इस प्रकार हैं:
[[File:Pentomino unsolvable.svg]]


[[File:L-pentomino Symmetry.svg|150px]] [[File:F-pentomino Symmetry.svg|150px]]&nbsp;&nbsp;[[File:N-pentomino Symmetry.svg|150px]]&nbsp;&nbsp;[[File:P-pentomino Symmetry.svg|150px]] [[File:Y-pentomino Symmetry.svg|150px]]सामान्य तौर पर 2डी आंकड़ों के लिए दो और श्रेणियां हैं:
उदाहरण के रूप मे [[डोनाल्ड नुथ]] के माध्यम से ऐसी समस्याओं को हल करने के लिए कुशल एल्गोरिदम का वर्णन किया गया है।<ref>Donald E. Knuth. [http://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth/papers/dancing-color.ps.gz "Dancing links"] (Postscript, 1.6 megabytes). Includes a summary of Scott's and Fletcher's articles.</ref> आधुनिक [[ निजी कंप्यूटर |हार्डवेयर]] पर चलने वाली ये पेंटोमिनो पहेलियां को अब मात्र कुछ पल में ही हल किया जा सकता हैं।
* 90 डिग्री के घूर्णन द्वारा 2 तरीकों से उन्मुख होने के नाते, प्रतिबिंब समरूपता के दो अक्षों के साथ, दोनों विकर्णों के साथ संरेखित होते हैं। इस प्रकार की समरूपता के लिए कम से कम [[ heptomino ]] की आवश्यकता होती है।
* 2 तरह से उन्मुख होना, जो एक दूसरे की दर्पण छवि हैं, उदाहरण के लिए [[स्वस्तिक]]। इस प्रकार की समरूपता के लिए कम से कम एक [[octomino]] की आवश्यकता होती है।


== आयताकार आयामों का निर्माण ==
पेंटोमिनो समुच्चय एकमात्र निःशुल्क पॉलीओमिनो समुच्चय है जिसे साधारण [[ monomino |मोनोमिनो]] और [[डोमिनोज़ (गणित)|डोमिनो (गणित)]] समुच्चयों के अपवाद के साथ आयत में परिपूर्ण किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में मात्र एक ही आयत होता है।   
[[File:Pentomino Puzzle Solutions.svg|right|उदाहरण टाइलिंग|400px]]एक मानक पेंटोमिनो पहेली पेंटोमिनोइज के साथ एक आयताकार बॉक्स को [[चौकोर]] करना है, यानी बिना ओवरलैप और बिना अंतराल के इसे कवर करना। 12 पेंटोमिनो में से प्रत्येक का क्षेत्रफल 5 इकाई वर्ग है, इसलिए बॉक्स में 60 इकाई का क्षेत्रफल होना चाहिए। संभावित आकार 6×10, 5×12, 4×15 और 3×20 हैं।


6×10 का मामला पहली बार 1960 में सी. ब्रायन हैसेलग्रोव और [[जेनिफर हैसलग्रोव]] द्वारा हल किया गया था।<ref>{{cite journal |author=C. B. Haselgrove |author2=Jenifer Haselgrove |date=October 1960 |title=Pentominoes के लिए एक कंप्यूटर प्रोग्राम|journal=[[Eureka (University of Cambridge magazine)|Eureka]] |volume=23 |pages=16–18|url=https://www.archim.org.uk/eureka/archive/Eureka-23.pdf}}</ref> संपूर्ण आयत के रोटेशन और प्रतिबिंब द्वारा प्राप्त तुच्छ विविधताओं को छोड़कर, बिल्कुल 2339 समाधान हैं, लेकिन पेंटोमिनोइज़ के एक सबसेट के रोटेशन और प्रतिबिंब सहित (जो कभी-कभी सरल तरीके से एक अतिरिक्त समाधान प्रदान करता है)। 5×12 बॉक्स में 1010 समाधान हैं, 4×15 बॉक्स में 368 समाधान हैं, और 3×20 बॉक्स में सिर्फ 2 समाधान हैं (एक चित्र में दिखाया गया है, और दूसरा घुमाकर दिखाए गए समाधान से प्राप्त किया जा सकता है, एक पूरे के रूप में, एल, एन, एफ, टी, डब्ल्यू, वाई, और जेड पेंटोमिनोइज़ से युक्त ब्लॉक)।
== वर्ग भरे                                                                                                                                          ==
एक पेंटाक्यूब पांच घनों का [[ polycube |पॉलीक्यूब]] है। 29 पेंटाक्यूब में से, यथोचित बारह पेंटाक्यूब समतल (1-परत) हैं वर्ग की मध्यमार्ग तक निकाले गए 12 पेंटोमिनो के अनुरूप हैं।                                                                                                                                         


कुछ हद तक आसान (अधिक सममित) पहेली, केंद्र में 2×2 छेद के साथ 8×8 आयत, [[दाना स्कॉट]] द्वारा 1958 तक हल की गई थी।<ref>Dana S. Scott (1958). "Programming a combinatorial puzzle". Technical Report No. 1, Department of Electrical Engineering, Princeton University.</ref> 65 उपाय हैं। स्कॉट का एल्गोरिदम [[ बैक ट्रैकिंग ]] कंप्यूटर प्रोग्राम के पहले अनुप्रयोगों में से एक था। इस पहेली की विविधताएं चार छेदों को किसी भी स्थिति में रखने की अनुमति देती हैं। बाहरी लिंक में से एक इस नियम का उपयोग करता है। इस तरह के अधिकांश पैटर्न सॉल्व करने योग्य हैं, बोर्ड के दो कोनों के पास छेद के प्रत्येक जोड़े को इस तरह से रखने के अपवाद के साथ कि दोनों कोनों को केवल एक पी-पेंटोमिनो द्वारा फिट किया जा सकता है, या एक टी-पेंटोमिनो या यू-पेंटोमिनो को मजबूर किया जा सकता है। कोने ऐसे कि एक और छेद बनाया जाता है।
एक पेंटाक्यूब प्रहेलिका या 3डी पेंटोमिनो प्रहेलिका 3-आयामी वर्ग को 12 समतल पेंटाक्यूब से पूरण के समरूप होती है अर्थात इसे बिना अधिव्यापन और बिना अंतराल के समाविष्ट कर देती है। चूँकि प्रत्येक पेंटाक्यूब का आयतन 5 इकाई घन है, इसलिए वर्ग का आयतन 60 इकाई की मात्रा होना चाहिए। संभावित आकार 2×3×10 (12 समाधान), 2×5×6 (264 समाधान) और 3×4×5 (3940 समाधान) हैं। निम्नलिखित


[[File:Pentomino unsolvable.svg]]ऐसी समस्याओं को हल करने के लिए कुशल एल्गोरिदम का वर्णन किया गया है, उदाहरण के लिए [[डोनाल्ड नुथ]] द्वारा।<ref>Donald E. Knuth. [http://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth/papers/dancing-color.ps.gz "Dancing links"] (Postscript, 1.6 megabytes). Includes a summary of Scott's and Fletcher's articles.</ref> आधुनिक [[ निजी कंप्यूटर ]] पर चलने वाली ये पेंटोमिनो पहेलियां अब मात्र सेकंड में हल की जा सकती हैं।
प्रत्येक स्थितियों का समाधान निम्नलिखित है।<ref>{{cite book |last1=Barequet |first1=Gill |last2=Tal |first2=Shahar |year=2010 |chapter=Solving General Lattice Puzzles |editor1-first=Der-Tsai |editor1-last=Lee |editor2-first=Danny Z. |editor2-last=Chen |editor3-first=Shi |editor3-last=Ying |title=एल्गोरिदम में फ्रंटियर्स|series=Lecture Notes in Computer Science |volume=6213 |url=https://archive.org/details/frontiersalgorit00leed |url-access=limited |pages=[https://archive.org/details/frontiersalgorit00leed/page/n132 124]–135 |location=Berlin Heidelberg |publisher=[[Springer Science+Business Media]] |doi=10.1007/978-3-642-14553-7_14|isbn=978-3-642-14552-0 }}</ref>[[File:Pentomino Cube Solutions.svg|425px]]  


पेंटोमिनो सेट एकमात्र मुफ्त पॉलीओमिनो सेट है जिसे तुच्छ [[ monomino ]] और [[डोमिनोज़ (गणित)]] सेटों के अपवाद के साथ एक आयत में पैक किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में केवल एक आयत होता है।
वैकल्पिक रूप से पांच घनों के संयोजन पर भी विचार किया जा सकता है, जो स्वयं 3डी हैं, अर्थात घनों की परत का भाग नहीं हैं। चूँकि, 12 बहिर्वेधित पेंटोमिनो के अतिरिक्त, चिरल जोड़े के 6 समुच्चय और 5 भाग कुल 29 भाग बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप 145 घन होते हैं, जो 3डी वर्ग नहीं बनाएंगे (क्योंकि 145 मात्र 29×5×1 हो सकते हैं, जो अ-समतल पेंटोमिनोइज़ उपयुक्त नहीं हो सकते है)।                                                                 


== भरने वाले डिब्बे ==
== [[ विशेष प्रकार के बोर्ड या पट्टे के खेल जैसे शतरंज, साँप सीढ़ी आदि | विशेष प्रकार के पटल खेल जैसे शतरंज, साँप-सीढ़ी आदि]] ==
एक पेंटाक्यूब पांच क्यूब्स का एक [[ polycube ]] है। 29 पेंटाक्यूब में से, ठीक बारह पेंटाक्यूब समतल (1-परत) हैं और एक वर्ग की गहराई तक एक्सट्रूडेड बारह पेंटोमिनो के अनुरूप हैं।


एक पेंटाक्यूब पहेली या 3डी पेंटोमिनो पहेली, 12 फ्लैट पेंटाक्यूब के साथ एक 3-आयामी बॉक्स को भरने के बराबर है, यानी इसे बिना ओवरलैप और बिना अंतराल के कवर करें। चूंकि प्रत्येक पेंटाक्यूब में 5 यूनिट क्यूब की मात्रा होती है, बॉक्स में 60 यूनिट की मात्रा होनी चाहिए। संभावित आकार 2×3×10 (12 समाधान), 2×5×6 (264 समाधान) और 3×4×5 (3940 समाधान) हैं। निम्नलिखित प्रत्येक मामले का एक समाधान है।<ref>{{cite book |last1=Barequet |first1=Gill |last2=Tal |first2=Shahar |year=2010 |chapter=Solving General Lattice Puzzles |editor1-first=Der-Tsai |editor1-last=Lee |editor2-first=Danny Z. |editor2-last=Chen |editor3-first=Shi |editor3-last=Ying |title=एल्गोरिदम में फ्रंटियर्स|series=Lecture Notes in Computer Science |volume=6213 |url=https://archive.org/details/frontiersalgorit00leed |url-access=limited |pages=[https://archive.org/details/frontiersalgorit00leed/page/n132 124]–135 |location=Berlin Heidelberg |publisher=[[Springer Science+Business Media]] |doi=10.1007/978-3-642-14553-7_14|isbn=978-3-642-14552-0 }}</ref>
कौशल जो पटल खेल हैं जो संपूर्ण रूप से पेंटोमिनोइज़ पर आधारित हैं। ऐसे खेलों को अधिकांशतः "पेंटोमिनोज़" कहा जाता है।             
[[File:Pentomino Cube Solutions.svg|425px]]वैकल्पिक रूप से पांच क्यूब्स के संयोजन पर भी विचार किया जा सकता है जो स्वयं 3डी हैं, यानी क्यूब्स की एक परत का हिस्सा नहीं हैं। हालाँकि, 12 एक्सट्रूडेड पेंटोमिनोइज़ के अलावा, चिरल जोड़े के 6 सेट और 5 टुकड़े कुल 29 टुकड़े बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप 145 क्यूब्स बनते हैं, जो एक 3D बॉक्स नहीं बनेगा (145 केवल 29 × 5 × 1 हो सकता है, जो गैर -फ्लैट पेंटोमिनो में फिट नहीं हो सकता)।


== [[ विशेष प्रकार के बोर्ड या पट्टे के खेल जैसे शतरंज, साँप सीढ़ी आदि ]] ==
खेलों में से 8x8 ग्रिड पर दो या तीन खिलाड़ियों के माध्यम से खेला जाता है। खिलाड़ी एकांतर से पेंटोमिनो को पटल पर रखते हैं, जिससे वे वर्तमान टाइलों के साथ अधिव्यापन न हों और किसी भी टाइल का एक से अधिक बार उपयोग न किया जाए। इसका उद्देश्य पटल पर टाइल लगाने वाला अंतिम खिलाड़ी बनना है। पेंटोमिनोज़ के इस संस्करण को "गोलोम्ब्स खेल" कहा जाता है।।{{sfnp|Pritchard|1982|p=83}}                                                                                                                         


पेन्टोमिनो पर पूरी तरह से आधारित कौशल के बोर्ड गेम हैं। ऐसे खेलों को अक्सर केवल पेंटोमिनोइज़ कहा जाता है।
दो-खिलाड़ियों वाले संस्करण को 1996 में हिलारी ऑरमैन के माध्यम से हल किया गया है। लगभग 22 बिलियन पटल पदों की जांच करके इसे प्रथम-खिलाड़ी को विजयता करा गया था।<ref>Hilarie K. Orman. [http://www.msri.org/publications/books/Book29/files/orman.pdf Pentominoes: A First Player Win] (Pdf).</ref>


खेलों में से एक 8x8 ग्रिड पर दो या तीन खिलाड़ियों द्वारा खेला जाता है। खिलाड़ी बारी-बारी से पेंटोमिनो को बोर्ड पर रखते हैं ताकि वे मौजूदा टाइलों के साथ ओवरलैप न हों और किसी भी टाइल का एक से अधिक बार उपयोग न किया जाए। उद्देश्य बोर्ड पर टाइल लगाने वाला अंतिम खिलाड़ी बनना है। Pentominoes के इस संस्करण को Golomb's Game कहा जाता है।{{sfnp|Pritchard|1982|p=83}}
पेंटोमिनोइज़ और इसी प्रकार की आकृतियाँ, अनेक अन्य टाइलिंग खेल, प्रतिरूप और पहेलियों का भी आधार भी हैं। उदाहरण के लिए, फ्रांसीसी पटल खेल खंडो को पॉलीओमिनो के 4 रंगीन समूहों के साथ खेला जाता है, जिनमें से प्रत्येक में प्रत्येक पेंटोमिनो (12), टेट्रोमिनो (5), ट्रायोमिनो (2) डोमिनो (1) और मोनोमिनो (1) सम्मिलित होते हैं। खेल पेंटोमिनोइज़ के प्रकार आपका लक्ष्य आपकी समस्त टाइलों का उपयोग करना है, और यदि अंतिम चाल पर मोनोमिनो खेला जाता है. तो अधिलाभ दिया जाता है। सबसे कम [[ब्लाकों|खंडो]] को शेष रखने वाला खिलाड़ी ही विजेता होता है।


1996 में हिलेरी ऑरमैन द्वारा दो-खिलाड़ी संस्करण को बोर्ड गेम हल किया गया था। लगभग 22 बिलियन बोर्ड पदों की जाँच करके यह पहली खिलाड़ी की जीत साबित हुई।<ref>Hilarie K. Orman. [http://www.msri.org/publications/books/Book29/files/orman.pdf Pentominoes: A First Player Win] (Pdf).</ref>
[[कैथेड्रल (बोर्ड गेम)|कैथेड्रल (पटल खेल)]] का खेल भी पॉलीओमिनो पर आधारित है।<ref>{{cite web| url = http://www.cathedral-game.co.nz/hints.htm| title = FAQ}}</ref>
Pentominoes, और इसी तरह के आकार, कई अन्य टाइलिंग गेम, पैटर्न और पहेलियों का आधार भी हैं। उदाहरण के लिए, फ्रांसीसी बोर्ड गेम ब्लोकस पॉलीओमिनो के 4 रंगीन सेटों के साथ खेला जाता है, प्रत्येक में प्रत्येक पेंटोमिनो (12), टेट्रोमिनो (5), ट्रायोमिनो (2) डोमिनोज़ (1) और मोनोमिनो (1) होते हैं। खेल पेंटोमिनोइज़ की तरह, लक्ष्य आपकी सभी टाइलों का उपयोग करना है, और यदि अंतिम चाल पर मोनोमिनो खेला जाता है तो एक बोनस दिया जाता है। सबसे कम [[ब्लाकों]] शेष रखने वाला खिलाड़ी जीत जाता है।


[[कैथेड्रल (बोर्ड गेम)]] का खेल भी पॉलीओमिनो पर आधारित है।<ref>{{cite web| url = http://www.cathedral-game.co.nz/hints.htm| title = FAQ}}</ref>
[[पार्कर ब्रदर्स]] ने 1966 में यूनिवर्स नामक बहु-खिलाड़ी पेंटोमिनो पटल खेल प्रकाशित किया। इसका विषय 1968 की फिल्म 2001: A स्पेस ओडिसी के हटाए गए दृश्य पर आधारित है जिसमें अंतरिक्ष यात्री [[पूल बनाम एचएएल 9000]] कंप्यूटर के विरुद्ध दो-खिलाड़ियों वाला पेंटोमिनो खेल खेल रहा है (शतरंज खेलने वाले प्रथक अंतरिक्ष यात्री के साथ दृश्य निरंतर रखा गया था)। पटल खेल वर्ग के सामने फिल्म के दृश्यों के साथ-साथ इसे भविष्य के खेल के रूप में वर्णित करने वाला शीर्षक भी है। खेल लाल, पीले, नीले और सफेद रंग में पेंटोमिनो के चार समुच्चय के साथ आता है। पटल में दो खेलने योग्य क्षेत्र हैं: दो खिलाड़ियों के लिए एक आधार 10x10 क्षेत्र है, जिसमें दो से अधिक खिलाड़ियों के लिए प्रत्येक पक्ष मे अतिरिक्त 25 वर्ग (10 की दो पंक्तियाँ और पाँच की एक लक्ष्यांतर पंक्ति) हैं।
[[पार्कर ब्रदर्स]] ने 1966 में यूनिवर्स नामक एक मल्टी-प्लेयर पेंटोमिनो बोर्ड गेम जारी किया। इसकी थीम 1968 की फिल्म 2001: स्पेस ओडिसी (फिल्म) से हटाए गए दृश्य पर आधारित है। 2001: ए स्पेस ओडिसी जिसमें एक अंतरिक्ष यात्री दो- एचएएल 9000 के खिलाफ खिलाड़ी पेंटोमिनो गेम ([[पूल बनाम एचएएल 9000]] को बरकरार रखा गया था)। बोर्ड गेम बॉक्स के सामने फिल्म के दृश्यों के साथ-साथ इसे भविष्य के खेल के रूप में वर्णित करने वाला कैप्शन भी है। खेल लाल, पीले, नीले और सफेद रंग में पेंटोमिनो के चार सेट के साथ आता है। बोर्ड में दो खेलने योग्य क्षेत्र हैं: दो खिलाड़ियों के लिए एक आधार 10x10 क्षेत्र जिसमें दो से अधिक खिलाड़ियों के लिए प्रत्येक तरफ अतिरिक्त 25 वर्ग (10 की दो पंक्तियाँ और पाँच की एक ऑफ़सेट पंक्ति) हैं।


गेम निर्माता [[लोनपोस]] के पास कई गेम हैं जो एक ही पेंटोमिनो का उपयोग करते हैं, लेकिन विभिन्न गेम प्लेन पर। उनके 101 गेम में 5 x 11 प्लेन है। विमान के आकार को बदलकर, हजारों पहेलियाँ खेली जा सकती हैं, हालाँकि इन पहेलियों का केवल एक अपेक्षाकृत छोटा चयन ही प्रिंट में उपलब्ध है।
खेल निर्माता [[लोनपोस]] के पास अनेक खेल हैं, किन्तु विभिन्न खेल योजना पर जो समान पेंटोमिनोज़ का उपयोग करते हैं। उनके 101 खेल में 5 x 11 योजना है। योजना के आकार को परिवर्तित करके हजारों पहेलियाँ खेली जा सकती हैं, चूंकि इन पहेलियों का मात्र लघु चयन ही मुद्राँकन में उपलब्ध है।  


== साहित्य ==
== साहित्य                                                                                                                                                                                             ==
Pentominoes को आर्थर सी. क्लार्क के 1975 के उपन्यास [[इंपीरियल पृथ्वी]] के एक प्रमुख सबप्लॉट में चित्रित किया गया था। क्लार्क ने एक निबंध भी लिखा था जिसमें उन्होंने इस खेल का वर्णन किया था और बताया था कि वह कैसे इसके आदी हो गए।<ref>''Could you solve Pentominoes?'' by Arthur C. Clarke, ''Sunday Telegraph Magazine'', September 14, 1975; reprinted in Clarke's ''Ascent to Orbit: A Scientific Autobiography'', New York: John Wiley & Sons, 1984. {{isbn|047187910X}}</ref>
पेंटोमिनो को आर्थर सी. क्लार्क के 1975 के उपन्यास [[इंपीरियल पृथ्वी|इंपीरियल अर्थ]] के प्रमुख उप कथानक में चित्रित किया गया था। क्लार्क ने एक निबंध भी लिखा था जिसमें उन्होंने इस खेल का वर्णन किया था और बताया था कि कैसे वह इसके प्रति आकर्षित हो गयेे थे।<ref>''Could you solve Pentominoes?'' by Arthur C. Clarke, ''Sunday Telegraph Magazine'', September 14, 1975; reprinted in Clarke's ''Ascent to Orbit: A Scientific Autobiography'', New York: John Wiley & Sons, 1984. {{isbn|047187910X}}</ref>
उन्हें [[ब्लू बैलिट]] के [[वर्मीर का पीछा करते हुए]] में भी चित्रित किया गया था, जिसे 2003 में प्रकाशित किया गया था और [[ब्रेट हेलक्विस्ट]] द्वारा चित्रित किया गया था, साथ ही इसके सीक्वेल, द [[राइट 3]] और [[द काल्डर गेम]]।<ref>''Chasing Vermeer'', by Blue Balliett, Scholastic Paperbacks, {{isbn|0439372976}}</ref>
27 जून, 2012 के न्यूयॉर्क टाइम्स क्रॉसवर्ड पहेली में, 37 के पार 11-अक्षर वाले शब्द का सुराग इस पहेली के काले वर्गों द्वारा गठित 12 आकृतियों का पूरा सेट था।<ref>{{Cite web|last=Buckley|first=Mike|date=June 27, 2012|editor-last=Shortz|editor-first=Will|title=क्रॉसवर्ड|url=https://www.nytimes.com/crosswords/game/daily/2012/06/27|url-status=live|archive-url=|archive-date=|access-date=30 July 2020|website=New York Times}}</ref>


उन्हें [[ब्लू बैलिट]] के [[वर्मीर का पीछा करते हुए|वर्मीर अनुसरण]] में भी चित्रित किया गया था, जो 2003 में प्रकाशित हुआ था और यह [[ब्रेट हेलक्विस्ट]] के माध्यम से चित्रित किया गया था, साथ ही इसके आगामी भाग द [[राइट 3]] और [[द काल्डर गेम]] में भी चित्रित गया था।<ref>''Chasing Vermeer'', by Blue Balliett, Scholastic Paperbacks, {{isbn|0439372976}}</ref>


== वीडियो गेम ==
27 जून 2012 की न्यूयॉर्क टाइम्स क्रॉसवर्ड प्रहेलिका में 37 के आगे 11-अक्षर वाले शब्द का हल इस पहेली के काले वर्गों के माध्यम से गठित 12 आकृतियों का संपूर्ण समुच्चय था।<ref>{{Cite web|last=Buckley|first=Mike|date=June 27, 2012|editor-last=Shortz|editor-first=Will|title=क्रॉसवर्ड|url=https://www.nytimes.com/crosswords/game/daily/2012/06/27|url-status=live|archive-url=|archive-date=|access-date=30 July 2020|website=New York Times}}</ref>
* टेट्रिस पेंटोमिनो पहेली से प्रेरित था, हालांकि यह चार-ब्लॉक टेट्रोमिनो का उपयोग करता है। कुछ टेट्रिस क्लोन और वेरिएंट, जैसे [[बेल लैब्स से प्लान 9]] के साथ शामिल गेम 5s, और [[जादुई टेट्रिस चैलेंज]], पेंटोमिनो का उपयोग करते हैं।
== वीडियो खेल                                                                                                                                      ==
* [[डेडलियन कार्य]] पूरे खेल में पेंटोमिनो पहेली का उपयोग करता है।
* टेट्रिस पेंटोमिनो प्रहेलिका से प्रेरित था, चूंकि यह चार-खंड टेट्रोमिनो का उपयोग करता है। कुछ टेट्रिस प्रतिरूप और प्रकार, जैसे [[बेल लैब्स से प्लान 9|बेल लैब्स प्लान 9]] के साथ सम्मिलित खेल 5s, और [[जादुई टेट्रिस चैलेंज|मैजिकल टेट्रिस चैलेंज]], पेंटोमिनो का उपयोग करते हैं।
* [[डेडलियन कार्य|डेडलियन ओपस]] संपूर्ण खेल में पेंटोमिनो प्रहेलिका का उपयोग करता है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==


=== पिछले और अगले आदेश ===
=== पूर्व और आगामी आदेश ===
*[[ Tetromino ]]
*[[ Tetromino | टेट्रोमिनो]]
*[[हेक्सोमिनो]]
*[[हेक्सोमिनो]]


=== अन्य ===
=== अन्य ===
{{commons category|Pentominoes}}
{{commons category|Pentominoes}}
* टाइलिंग पहेली
* टाइलिंग प्रहेलिका
* कैथेड्रल (बोर्ड गेम) बोर्ड गेम
* कैथेड्रल पटल खेल
* सोलोमन डब्ल्यू गोलोम्ब
* सोलोमन डब्ल्यू गोलोम्ब


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==बाहरी संबंध==
==बाह्य संबंध==
* [http://isomerdesign.com/Pentomino Pentomino configurations and solutions] An exhaustive listing of solutions to many of the classic problems showing how each solution relates to the others.
* [http://isomerdesign.com/Pentomino Pentomino configurations and solutions] An exhaustive listing of solutions to many of the classic problems showing how each solution relates to the others.


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Latest revision as of 07:04, 8 October 2023

12 पेंटोमिनोज़ 18 विभिन्न आकार बना सकते हैं, जिनमें से 6 (चिराल पेंटोमिनोइज़) प्रतिबिम्बित होते हैं।

''5'' और "डॉमिनो" के लिए ग्रीक शब्द से व्युत्पन्न पेंटोमिनो (या 5-ओमिनो) क्रम 5 का पॉलीओमिनो है, जो कि बिंदु से बिंदु तक योजित 5 समान आकार के वर्ग से बने समतल (ज्यामिति) में बहुभुज है। जब क्रमावर्तन और प्रतिबिंब समरूपता को विभिन्न आकार नहीं माना जाता है, तो 12 विभिन्न स्वतंत्र पॉलीओमिनो पेंटोमिनो होते हैं। जब प्रतिबिंबों को विशिष्ट माना जाता है, तो 18 एकपक्षीय पॉलीओमिनो पेंटोमिनो होते हैं। जब क्रमावर्तन को भी प्रथक माना जाता है, तो 63 निश्चित पॉलीओमिनो पेंटोमिनो होते हैं।

मनोरंजक गणित में पेंटोमिनो टाइलिंग वर्ग प्रहेलिका और खेल लोकप्रिय हैं।[1] सामान्यतः टेट्रिस अनुकरण और रैम्पर्ट जैसे वीडियो खेल दर्पण प्रतिबिंबों को विशिष्ट मानते हैं और इस प्रकार 18 एकपक्षीय पेंटोमिनो के संपूर्ण समुच्चय का उपयोग करते हैं।

12 पेंटोमिनो में से प्रत्येक कॉनवे मानदंड को संपूर्ण करता है, इसलिए प्रत्येक पेंटोमिनो सतह को टाइलिंग करने में सक्षम है।[2] प्रत्येक चिराल पेंटोमिनो बिना परावर्तित हुए सतह को आवरण कर सकता है।[3]

विशेष रूप से ओ पेंटोमिनो के लिए अक्षरों की समानता अधिक तनावपूर्ण है, किन्तु इस योजना में वर्णमाला के निरन्तर 12 अक्षरों का उपयोग करने का लाभ है।

इतिहास

12 संभावित पेंटोमिनो आकृतियों के लिए चिन्हित योजनाओं की वर्णन करना है। पहला नामकरण परंपरा वह है, जिसका इस लेख में प्रयोग किया गया है, दूसरी विधि कॉनवे विधि है।

1907 में प्रकाशित हेनरी डुडेनी की पुस्तक कैंटरबरी वर्ग-पहेलियाँ में पेंटोमिनोज़ के पूर्ण समुच्चय वाली प्रथम प्रहेलिका प्रदर्शित हुई है।[4] 1935 समस्यावादी फेयरी शतरंज अनुपूरक में पेंटोमिनो के संपूर्ण समुच्चय के साथ आयतों की प्रारंभिक टाइलिंग प्रदर्शित की थी, पीआरसीएस और इसके उत्तराधिकारी ने फेयरी शतरंज समीक्षा में आगामी की टाइलिंग समस्याओं का पता लगाया गया था।[5] पेंटोमिनो को औपचारिक रूप से अमेरिकी प्रोफेसर सोलोमन डब्ल्यू गोलोम्ब के माध्यम से 1953 में और पश्चात् में उनकी 1965 की पुस्तक पॉलीओमिनोज़: वर्ग-पहेलियाँ, प्रतिरूप, समस्याएं और संकुलन में परिभाषित किया गया था।[1][6] मार्टिन गार्डनर के माध्यम से अक्टूबर 1965 में अमेरिकन वैज्ञानिक ने अपने गणितीय खेलों के स्तंभ में उन्हें सर्वसाधारण से परिचित कराया गया था। गोलोम्ब ने प्राचीन ग्रीक πέντε / पेंटे "फाइव" से "पेंटोमिनो" शब्द गढ़ा और डोमिनो के -ओमिनो ने "डोमिनो" के "d-" की काल्पनिक व्याख्या की जैसे कि यह ग्रीक उपसर्ग "d-" (दो) का रूप था। लैटिन वर्णमाला के अक्षरों के पश्चात् गोलोम्ब ने 12 मुक्त पॉलीओमिनो पेंटोमिनो का नाम दिया था, जो कि वे समरूप थे।

जॉन हॉर्टन कॉनवे ने पेन्टोमिनो के लिए वैकल्पिक चिन्हक योजना प्रस्तावित की, जिसमें आई के अतिरिक्त O, L के अतिरिक्त Q, F के अतिरिक्त R, और N के अतिरिक्त S का उपयोग किया गया था। विशेष रूप से ओ पेंटोमिनो के लिए अक्षरों की समानता अधिक तनावपूर्ण है, किन्तु इस योजना में वर्णमाला के निरन्तर 12 अक्षरों का उपयोग करने का लाभ है। कॉनवे के खेल ऑफ लाइफ पर चर्चा करने के लिए सम्मेलन के माध्यम से इसका उपयोग किया जाता है, उदाहरण के रूप मे , जब F-पेंटोमिनो के अतिरिक्त आर-पेंटोमिनो की बात की जाती है।

समरूपता

  • F , L, N, P, और वाई को 8 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है: 4 क्रमावर्तन के माध्यम से और 4 दर्पण छवि के लिए है। समरूपता समूह में मात्र समानता मानचित्रण सम्मिलित है।
  • T, और U को क्रमावर्तन के माध्यम से 4 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है। उनके पास मार्गदर्शनों के साथ संरेखित प्रतिबिंब समरूपता का अक्ष है। उनके समरूपता समूह में वर्गों के सिरों के समानांतर रेखा में दो अवयव समानता और प्रतिबिंब होते हैं।
  • V और W को भी क्रमावर्तन के माध्यम से 4 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है। उनके पास मार्गदर्शनों के 45 डिग्री पर परावर्तन समरूपता का अक्ष है। उनके समरूपता समूह में दो अवयव समानता और विकर्ण प्रतिबिंब होते हैं।
  • जेड को 4 विधियों से उन्मुख किया जा सकता है: 2 क्रमावर्तन के माध्यम से, और 2 और दर्पण छवि के लिए है। इसमें बिंदु समरूपता है, जिसे क्रम 2 की आवर्तनशील समरूपता के रूप में भी जाना जाता है। इसके समरूपता समूह में दो अवयव समानता और 180° क्रमावर्तन होते हैं।
  • क्रमावर्तन के माध्यम से मुझे 2 प्रकार से उन्मुख किया जा सकता है। इसमें प्रतिबिंब समरूपता के दो अक्ष हैं, जो दोनों मार्गदर्शनों के साथ संरेखित हैं। इसके समरूपता समूह में चार अवयव समानता, दो प्रतिबिंब और 180 डिग्री क्रमावर्तन हैं। यह क्रम 2 का डायहेड्रल समूह है, जिसे क्लेन चार-समूह के रूप में भी ज्ञात है।
  • X को मात्र एक ही विधियों से उन्मुख किया जा सकता है। इसमें परावर्तन समरूपता के चार अक्ष हैं, जो मार्गदर्शनों और विकर्णों के साथ संरेखित हैं, और क्रम 4 की आवर्तनशील समरूपता है। इसके समरूपता समूह क्रम 4 के डायहेड्रल समूह में आठ अवयव हैं।

F , L, N, P, वाई, और जेड पेंटोमिनोइज चिरल (गणित) हैं; उनके प्रतिबिंबों (F , J, N, Q, Y, S) को संचय से एकपक्षीय पेन्टोमिनो की संख्या 18 हो जाती है। यदि क्रमावर्तन को भी प्रथक माना जाता है, तो प्रथम श्रेणी के पेंटोमिनो की संख्या आठ गुना होती है, आगामी तीन श्रेणियों (T, U, V, W, Z) की संख्या चार गुना होती है। I की गणना दो बार होती है, और X की गणना मात्र एक बार होती है। इसका परिणाम 5×8 + 5×4 + 2 + 1 = 63 निश्चित पेंटोमिनो होता है।

उदाहरण के रूप मे , L, F , N, P और Y पेंटोमिनो के आठ संभावित अभिविन्यास इस प्रकार हैं:

L-pentomino Symmetry.svg F-pentomino Symmetry.svg  N-pentomino Symmetry.svg  P-pentomino Symmetry.svg Y-pentomino Symmetry.svgसामान्यतः 2डी आंकड़ों के लिए दो और श्रेणियां हैं:

  • परावर्तन समरूपता के दो अक्षों के साथ 90° के क्रमावर्तन के माध्यम से दो विधियों से उन्मुख होना ही दोनों विकर्णों के साथ संरेखित हैं। इस प्रकार की समरूपता के लिए कम से कम एक हेप्टोमिनो की आवश्यकता होती है।
  • दो प्रकार से उन्मुख होना जो एक दूसरे की दर्पण छवि हैं, उदाहरण के रूप मे स्वस्तिक है। इस प्रकार की समरूपता के लिए कम से कम एक ऑक्टोमिनो की आवश्यकता होती है।

आयताकार आयामों का निर्माण

उदाहरण टाइलिंग

एक मानक पेंटोमिनो प्रहेलिका आयताकार वर्ग को पेंटोमिनो से टाइल करना है, अर्थात इसे बिना अधिव्यापन और बिना अंतराल के समाविष्ट कर देना है। 12 पेंटोमिनो में से प्रत्येक का क्षेत्रफल 5 इकाई वर्ग है, इसलिए वर्ग में 60 इकाई का क्षेत्रफल होना चाहिए। संभावित आकार 6×10, 5×12, 4×15 और 3×20 हैं।

6×10 का स्थितियों पहली बार 1960 में सी. ब्रायन हैसेलग्रोव और जेनिफर हैसलग्रोव के माध्यम से हल किया गया था।[7] संपूर्ण आयत के क्रमावर्तन और प्रतिबिंब के माध्यम से प्राप्त महत्त्वहीन विविधताओं के अतिरिक्त यथोचित समाधान 2339 हैं, किन्तु इसमें पेंटोमिनोइज़ के उप-समुच्चय का घूर्णन और प्रतिबिंब सम्मिलित है (जो कभी-कभी सरल विधियों से अतिरिक्त समाधान प्रदान करता है)। 5×12 वर्ग में 1010 समाधान हैं, 4×15 वर्ग में 368 समाधान हैं, और 3×20 वर्ग में मात्र 2 समाधान हैं (एक को चित्र में चित्रित गया है, और दूसरा क्रमावर्तन के माध्यम से समाधान से प्राप्त किया जा सकता है। एक संपूर्ण के रूप में, L, N, F , T, W, Y, और Z पेंटोमिनोइज़ से युक्त वर्ग है)। कुछ सीमा तक आसान (अधिक सममित) प्रहेलिका, केंद्र में 2×2 छेद वाला 8×8 आयत, 1958 में डाना स्कॉट के माध्यम से हल किया गया था।[8]

कुछ सीमा तक आसान (अधिक सममित) प्रहेलिका, केंद्र में 2×2 रिक्त स्थान के साथ 8×8 समकोण एवं 65 समाधान हैं एवं डाना स्कॉट के माध्यम से 1958 तक हल की गई थी।[8] स्कॉट का एल्गोरिदम बैक ट्रैकिंग कंप्यूटर कार्यक्रम के पहले अनुप्रयोगों में से एक था। इस प्रहेलिका की विविधताएं चार रिक्त स्थान को किसी भी स्थिति में रखने की अनुमति देती हैं। बाह्य संसर्ग में से इस नियम का उपयोग करता है। ऐसे अधिकांश प्रतिरूप हल करने योग्य होते हैं, पटल के दो वर्गों के पास प्रत्येक जोड़ी रिक्त स्थान को इस प्रकार से रखने के अपवाद के साथ कि दोनों वर्गों को मात्र P-पेंटोमिनो के माध्यम से अनुरूप किया जा सकता है, या टी-पेंटोमिनो या यू-पेंटोमिनो को बाध्य किया जा सकता है। पटल पर वर्ग को इस प्रकार रखें कि एक और रिक्त स्थान बन जाए।

Pentomino unsolvable.svg

उदाहरण के रूप मे डोनाल्ड नुथ के माध्यम से ऐसी समस्याओं को हल करने के लिए कुशल एल्गोरिदम का वर्णन किया गया है।[9] आधुनिक हार्डवेयर पर चलने वाली ये पेंटोमिनो पहेलियां को अब मात्र कुछ पल में ही हल किया जा सकता हैं।

पेंटोमिनो समुच्चय एकमात्र निःशुल्क पॉलीओमिनो समुच्चय है जिसे साधारण मोनोमिनो और डोमिनो (गणित) समुच्चयों के अपवाद के साथ आयत में परिपूर्ण किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में मात्र एक ही आयत होता है।

वर्ग भरे

एक पेंटाक्यूब पांच घनों का पॉलीक्यूब है। 29 पेंटाक्यूब में से, यथोचित बारह पेंटाक्यूब समतल (1-परत) हैं वर्ग की मध्यमार्ग तक निकाले गए 12 पेंटोमिनो के अनुरूप हैं।

एक पेंटाक्यूब प्रहेलिका या 3डी पेंटोमिनो प्रहेलिका 3-आयामी वर्ग को 12 समतल पेंटाक्यूब से पूरण के समरूप होती है अर्थात इसे बिना अधिव्यापन और बिना अंतराल के समाविष्ट कर देती है। चूँकि प्रत्येक पेंटाक्यूब का आयतन 5 इकाई घन है, इसलिए वर्ग का आयतन 60 इकाई की मात्रा होना चाहिए। संभावित आकार 2×3×10 (12 समाधान), 2×5×6 (264 समाधान) और 3×4×5 (3940 समाधान) हैं। निम्नलिखित

प्रत्येक स्थितियों का समाधान निम्नलिखित है।[10]Pentomino Cube Solutions.svg

वैकल्पिक रूप से पांच घनों के संयोजन पर भी विचार किया जा सकता है, जो स्वयं 3डी हैं, अर्थात घनों की परत का भाग नहीं हैं। चूँकि, 12 बहिर्वेधित पेंटोमिनो के अतिरिक्त, चिरल जोड़े के 6 समुच्चय और 5 भाग कुल 29 भाग बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप 145 घन होते हैं, जो 3डी वर्ग नहीं बनाएंगे (क्योंकि 145 मात्र 29×5×1 हो सकते हैं, जो अ-समतल पेंटोमिनोइज़ उपयुक्त नहीं हो सकते है)।

विशेष प्रकार के पटल खेल जैसे शतरंज, साँप-सीढ़ी आदि

कौशल जो पटल खेल हैं जो संपूर्ण रूप से पेंटोमिनोइज़ पर आधारित हैं। ऐसे खेलों को अधिकांशतः "पेंटोमिनोज़" कहा जाता है।

खेलों में से 8x8 ग्रिड पर दो या तीन खिलाड़ियों के माध्यम से खेला जाता है। खिलाड़ी एकांतर से पेंटोमिनो को पटल पर रखते हैं, जिससे वे वर्तमान टाइलों के साथ अधिव्यापन न हों और किसी भी टाइल का एक से अधिक बार उपयोग न किया जाए। इसका उद्देश्य पटल पर टाइल लगाने वाला अंतिम खिलाड़ी बनना है। पेंटोमिनोज़ के इस संस्करण को "गोलोम्ब्स खेल" कहा जाता है।।[11]

दो-खिलाड़ियों वाले संस्करण को 1996 में हिलारी ऑरमैन के माध्यम से हल किया गया है। लगभग 22 बिलियन पटल पदों की जांच करके इसे प्रथम-खिलाड़ी को विजयता करा गया था।[12]

पेंटोमिनोइज़ और इसी प्रकार की आकृतियाँ, अनेक अन्य टाइलिंग खेल, प्रतिरूप और पहेलियों का भी आधार भी हैं। उदाहरण के लिए, फ्रांसीसी पटल खेल खंडो को पॉलीओमिनो के 4 रंगीन समूहों के साथ खेला जाता है, जिनमें से प्रत्येक में प्रत्येक पेंटोमिनो (12), टेट्रोमिनो (5), ट्रायोमिनो (2) डोमिनो (1) और मोनोमिनो (1) सम्मिलित होते हैं। खेल पेंटोमिनोइज़ के प्रकार आपका लक्ष्य आपकी समस्त टाइलों का उपयोग करना है, और यदि अंतिम चाल पर मोनोमिनो खेला जाता है. तो अधिलाभ दिया जाता है। सबसे कम खंडो को शेष रखने वाला खिलाड़ी ही विजेता होता है।

कैथेड्रल (पटल खेल) का खेल भी पॉलीओमिनो पर आधारित है।[13]

पार्कर ब्रदर्स ने 1966 में यूनिवर्स नामक बहु-खिलाड़ी पेंटोमिनो पटल खेल प्रकाशित किया। इसका विषय 1968 की फिल्म 2001: A स्पेस ओडिसी के हटाए गए दृश्य पर आधारित है जिसमें अंतरिक्ष यात्री पूल बनाम एचएएल 9000 कंप्यूटर के विरुद्ध दो-खिलाड़ियों वाला पेंटोमिनो खेल खेल रहा है (शतरंज खेलने वाले प्रथक अंतरिक्ष यात्री के साथ दृश्य निरंतर रखा गया था)। पटल खेल वर्ग के सामने फिल्म के दृश्यों के साथ-साथ इसे भविष्य के खेल के रूप में वर्णित करने वाला शीर्षक भी है। खेल लाल, पीले, नीले और सफेद रंग में पेंटोमिनो के चार समुच्चय के साथ आता है। पटल में दो खेलने योग्य क्षेत्र हैं: दो खिलाड़ियों के लिए एक आधार 10x10 क्षेत्र है, जिसमें दो से अधिक खिलाड़ियों के लिए प्रत्येक पक्ष मे अतिरिक्त 25 वर्ग (10 की दो पंक्तियाँ और पाँच की एक लक्ष्यांतर पंक्ति) हैं।

खेल निर्माता लोनपोस के पास अनेक खेल हैं, किन्तु विभिन्न खेल योजना पर जो समान पेंटोमिनोज़ का उपयोग करते हैं। उनके 101 खेल में 5 x 11 योजना है। योजना के आकार को परिवर्तित करके हजारों पहेलियाँ खेली जा सकती हैं, चूंकि इन पहेलियों का मात्र लघु चयन ही मुद्राँकन में उपलब्ध है।

साहित्य

पेंटोमिनो को आर्थर सी. क्लार्क के 1975 के उपन्यास इंपीरियल अर्थ के प्रमुख उप कथानक में चित्रित किया गया था। क्लार्क ने एक निबंध भी लिखा था जिसमें उन्होंने इस खेल का वर्णन किया था और बताया था कि कैसे वह इसके प्रति आकर्षित हो गयेे थे।[14]

उन्हें ब्लू बैलिट के वर्मीर अनुसरण में भी चित्रित किया गया था, जो 2003 में प्रकाशित हुआ था और यह ब्रेट हेलक्विस्ट के माध्यम से चित्रित किया गया था, साथ ही इसके आगामी भाग द राइट 3 और द काल्डर गेम में भी चित्रित गया था।[15]

27 जून 2012 की न्यूयॉर्क टाइम्स क्रॉसवर्ड प्रहेलिका में 37 के आगे 11-अक्षर वाले शब्द का हल इस पहेली के काले वर्गों के माध्यम से गठित 12 आकृतियों का संपूर्ण समुच्चय था।[16]

वीडियो खेल

  • टेट्रिस पेंटोमिनो प्रहेलिका से प्रेरित था, चूंकि यह चार-खंड टेट्रोमिनो का उपयोग करता है। कुछ टेट्रिस प्रतिरूप और प्रकार, जैसे बेल लैब्स प्लान 9 के साथ सम्मिलित खेल 5s, और मैजिकल टेट्रिस चैलेंज, पेंटोमिनो का उपयोग करते हैं।
  • डेडलियन ओपस संपूर्ण खेल में पेंटोमिनो प्रहेलिका का उपयोग करता है।

यह भी देखें

पूर्व और आगामी आदेश

अन्य

  • टाइलिंग प्रहेलिका
  • कैथेड्रल पटल खेल
  • सोलोमन डब्ल्यू गोलोम्ब

टिप्पणियाँ

  1. 1.0 1.1 "Eric Harshbarger - Pentominoes".
  2. Rhoads, Glenn C. (2003). प्लानर टिलिंग्स एंड द सर्च फॉर एन एपेरियोडिक प्रोटोटाइल. PhD dissertation, Rutgers University.
  3. Gardner, Martin (August 1975). "More about tiling the plane: the possibilities of polyominoes, polyiamonds and polyhexes". Scientific American. 233 (2): 112–115. doi:10.1038/scientificamerican0775-112.
  4. "कैंटरबरी पज़ल्स की प्रोजेक्ट गुटेनबर्ग ईबुक, हेनरी अर्नेस्ट डुडेनी द्वारा". www.gutenberg.org. Retrieved 2022-03-26.
  5. "Dissection Problems in PFCS/FCR: Summary of Results in Date Order". www.mayhematics.com. Retrieved 2022-03-26.
  6. "people.rit.edu - Introduction - polyomino and pentomino".
  7. C. B. Haselgrove; Jenifer Haselgrove (October 1960). "Pentominoes के लिए एक कंप्यूटर प्रोग्राम" (PDF). Eureka. 23: 16–18.
  8. Dana S. Scott (1958). "Programming a combinatorial puzzle". Technical Report No. 1, Department of Electrical Engineering, Princeton University.
  9. Donald E. Knuth. "Dancing links" (Postscript, 1.6 megabytes). Includes a summary of Scott's and Fletcher's articles.
  10. Barequet, Gill; Tal, Shahar (2010). "Solving General Lattice Puzzles". In Lee, Der-Tsai; Chen, Danny Z.; Ying, Shi (eds.). एल्गोरिदम में फ्रंटियर्स. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 6213. Berlin Heidelberg: Springer Science+Business Media. pp. 124–135. doi:10.1007/978-3-642-14553-7_14. ISBN 978-3-642-14552-0.
  11. Pritchard (1982), p. 83.
  12. Hilarie K. Orman. Pentominoes: A First Player Win (Pdf).
  13. "FAQ".
  14. Could you solve Pentominoes? by Arthur C. Clarke, Sunday Telegraph Magazine, September 14, 1975; reprinted in Clarke's Ascent to Orbit: A Scientific Autobiography, New York: John Wiley & Sons, 1984. ISBN 047187910X
  15. Chasing Vermeer, by Blue Balliett, Scholastic Paperbacks, ISBN 0439372976
  16. Buckley, Mike (June 27, 2012). Shortz, Will (ed.). "क्रॉसवर्ड". New York Times. Retrieved 30 July 2020.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)


संदर्भ


बाह्य संबंध