
无三点共线问题的最小值与最大值

针对马丁·加德纳(Martin Gardner)的“最小无三点共线”问题,我们要求在一个区域内格点的最小数量,使得再添加一个点后,会在某个方向上产生三个共线的点。
https://oeis.org/A277433 是所有斜率版本的数列:1, 4, 4, 4, 6, 6, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
我已将该数列的上界扩展为:1, 4, 4, 4, 6, 6, 8, 8, 8, 8, 10, 10, 12, 12, 14, 14, 15, 16, 16, 16, 16, 18, 20, 20, 22, 24, 24, 24, 24, 25。
以下是我对最小无三点共线问题的解答:
编辑: 其中第16、17和21项的值由德米特里·卡梅涅茨基(Dmitry Kamenetsky)改进。
编辑2: 2022年的论文《几何支配集》对第20、21、22和30项的值做了改进。最后一项是对鲍勃·赫恩(Bob Hearn)发现的26点位置进行修改后得到的。

关于最大无三点共线问题,近期也有新进展:MathWorld、比勒费尔德大学(Uni-bielefeld)维基百科(Wikipedia)。
对于 n = 1, 2, … 的不同解的数量分别为 1, 1, 4, 5, 11, 22, 57, 51, 156 … (OEIS A000769)。
2026年6月25日,马里因·霍伊勒(Marijn Heule)在 rot4 对称类中发现了一个新的网格大小为 n=72 的纪录解。

马丁·加德纳(Martin Gardner)的最小无三点共线问题的皇后版本(https://oeis.org/A219760)研究得更为充分。
1, 4, 4, 4, 6, 6, 8, 9, 10, 10, 12, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 26, 28, 29, 30

对于最小无三点共线问题,以下是我在德米特里·卡梅涅茨基(Dmitry Kamenetsky)和大卫·爱普斯坦(David Eppstein)的协助下整理的102个点配置。若外边框为白色,则该解决方案也适用于更小规模的情形。

这里有一个代码版本,可以为每个解决方案提供覆盖线:

对于最大无三点共线问题,有一个现有的演示:


三维情况如何?在3阶格点中,最大点数为16。4阶:28。5阶:40。6阶:64
尚未构成数列。
A003142 为3×3×⋯×3立方体(n维)中无三点共线的最大子集大小:0, 2, 6, 16, 43, 124, 353
当我开始准备这次报告时,我并未计划解决一个未解问题。但后来我确实做到了。这些全都是已证明的最大构型。4阶及以上此前是未解的。
上界为2𝑛:2, 8, 18, 32, 50, 72, 98, 128。最大构型从1开始为:1, 8, 16, 28, 40, 64。在规模大于1之后,这些值与上界的差距分别为0, 2, 4, 10, 8。

接下来的两个阶数至少为72和88:
