Grundy空席ジャグリング
## Trigger
Wythoff Nim の Grundy 表を固定行で生成すると,各行 \(\pi_x(n)=\mathcal G(x,n)\) は \(\mathbb N\) の置換になり,Landman 型の bound により \(\pi_x(n)-n\in[-2x,x]\) に収まる.この有限窓で未使用値だけを保持すると,常に \(x+1\) 個の「空席」が残ることに気づいた.
## Idea
空席集合 \(H_x(n)\subseteq[-2x,x]\) を,第 \(x\) 行で時刻 \(n\) までにまだ使われていない Grundy 値の相対位置として定める.vertical/diagonal follower が禁止する offset 集合を \(B_x(n)\) とすると,
\[
d_x(n)=\pi_x(n)-n=\min\bigl(H_x(n)\setminus B_x(n)\bigr),
\]
\[
H_x(n+1)=\{h-1:h\in H_x(n),\ h\neq d_x(n)\}\cup\{x\}.
\]
平行移動 \(V_x(n)=H_x(n)+(2x+1)\) を施すと,これは siteswap の landing-slot update そのものである.選ばれた offset \(d_x(n)\) は throw height \(t_x(n)=d_x(n)+2x+1\) に対応し,第 \(x\) 行の周期部分は \(2x+1\) balls の constrained periodic juggling になる.下位行は,その時刻に投げてはいけない landing slot を指定する constraint として働く.
固定 Grundy level \(q_g(x)\) と固定行 \(\pi_x\) は同じ Latin square/置換場の二つの切り口で,\(q_g(x)=\pi_x^{-1}(g)\) である.
## Goal
Wythoff Grundy 表を mex の巨大表としてではなく,bounded-displacement permutations と constrained siteswap の族として再構成する.周期性,period doubling,Zeckendorf finite-state structure を,ジャグリング写像の分解・平均 throw height・有限状態力学系から概念的に説明する.
## Personal context
洞の既存ノート「ジャグリング」では,ジャグリングを \(f:\mathbb Z\to\mathbb Z\) なる全単射 \(f(i)>i\) として表し,数列・置換・軌道分解の三表示を比較している.今回の空席力学系はその landing-time 表現に直接接続する.