Factors of 2 in Pascal's Triangle

Higher-dimensional geometry (previously "Polyshapes").

Factors of 2 in Pascal's Triangle

Postby mr_e_man » Mon Dec 16, 2024 5:26 am

I was looking at Pascal's triangle modulo 2, shown here: https://math.stackexchange.com/a/2060907/472818
The pattern is obvious. You take one triangle, and make two copies of it below it, and they form a larger triangle. Repeat.
("Below it"? Maybe I should say "south of it", as I will use "up" and "down" for a 3rd dimension.)


Then I tried mod 4. To make it easier visually, I used the following symbols:

0:
1: o
2: .
3: x

The resulting pattern is more interesting, and harder for me to describe (on the large scale, i.e. beyond the fact that each element is the sum of the two elements north of it). Maybe someone else can?

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                                                                 o
                                                                o o
                                                               o . o
                                                              o x x o
                                                             o   .   o
                                                            o o . . o o
                                                           o . x   x . o
                                                          o x o x x o x o
                                                         o       .       o
                                                        o o     . .     o o
                                                       o . o   .   .   o . o
                                                      o x x o . . . . o x x o
                                                     o   .   x       x   .   o
                                                    o o . . x x     x x . . o o
                                                   o . x   o . x   x . o   x . o
                                                  o x o x o x o x x o x o x o x o
                                                 o               .               o
                                                o o             . .             o o
                                               o . o           .   .           o . o
                                              o x x o         . . . .         o x x o
                                             o   .   o       .       .       o   .   o
                                            o o . . o o     . .     . .     o o . . o o
                                           o . x   x . o   .   .   .   .   o . x   x . o
                                          o x o x x o x o . . . . . . . . o x o x x o x o
                                         o       .       x               x       .       o
                                        o o     . .     x x             x x     . .     o o
                                       o . o   .   .   x . x           x . x   .   .   o . o
                                      o x x o . . . . x o o x         x o o x . . . . o x x o
                                     o   .   x       o   .   x       x   .   o       x   .   o
                                    o o . . x x     o o . . x x     x x . . o o     x x . . o o
                                   o . x   o . x   o . x   o . x   x . o   x . o   x . o   x . o
                                  o x o x o x o x o x o x o x o x x o x o x o x o x o x o x o x o
                                 o                               .                               o
                                o o                             . .                             o o
                               o . o                           .   .                           o . o
                              o x x o                         . . . .                         o x x o
                             o   .   o                       .       .                       o   .   o
                            o o . . o o                     . .     . .                     o o . . o o
                           o . x   x . o                   .   .   .   .                   o . x   x . o
                          o x o x x o x o                 . . . . . . . .                 o x o x x o x o
                         o       .       o               .               .               o       .       o
                        o o     . .     o o             . .             . .             o o     . .     o o
                       o . o   .   .   o . o           .   .           .   .           o . o   .   .   o . o
                      o x x o . . . . o x x o         . . . .         . . . .         o x x o . . . . o x x o
                     o   .   x       x   .   o       .       .       .       .       o   .   x       x   .   o
                    o o . . x x     x x . . o o     . .     . .     . .     . .     o o . . x x     x x . . o o
                   o . x   o . x   x . o   x . o   .   .   .   .   .   .   .   .   o . x   o . x   x . o   x . o
                  o x o x o x o x x o x o x o x o . . . . . . . . . . . . . . . . o x o x o x o x x o x o x o x o
                 o               .               x                               x               .               o
                o o             . .             x x                             x x             . .             o o
               o . o           .   .           x . x                           x . x           .   .           o . o
              o x x o         . . . .         x o o x                         x o o x         . . . .         o x x o
             o   .   o       .       .       x   .   x                       x   .   x       .       .       o   .   o
            o o . . o o     . .     . .     x x . . x x                     x x . . x x     . .     . .     o o . . o o
           o . x   x . o   .   .   .   .   x . o   o . x                   x . o   o . x   .   .   .   .   o . x   x . o
          o x o x x o x o . . . . . . . . x o x o o x o x                 x o x o o x o x . . . . . . . . o x o x x o x o
         o       .       x               o       .       x               x       .       o               x       .       o
        o o     . .     x x             o o     . .     x x             x x     . .     o o             x x     . .     o o
       o . o   .   .   x . x           o . o   .   .   x . x           x . x   .   .   o . o           x . x   .   .   o . o
      o x x o . . . . x o o x         o x x o . . . . x o o x         x o o x . . . . o x x o         x o o x . . . . o x x o
     o   .   x       o   .   x       o   .   x       o   .   x       x   .   o       x   .   o       x   .   o       x   .   o
    o o . . x x     o o . . x x     o o . . x x     o o . . x x     x x . . o o     x x . . o o     x x . . o o     x x . . o o
   o . x   o . x   o . x   o . x   o . x   o . x   o . x   o . x   x . o   x . o   x . o   x . o   x . o   x . o   x . o   x . o
  o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o

The 1's and 3's make the same shape we saw earlier (with mod 2). Erasing those, and leaving only 2's, makes this shape:

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                                                                 o   
                                                                     
                                                                 o     
                                                                o o     
                                                             o       o   
                                                                         
                                                                 o         
                                                                o o         
                                                         o     o   o     o   
                                                              o o o o         
                                                         o               o     
                                                        o o             o o     
                                                     o       o       o       o   
                                                                                 
                                                                 o                 
                                                                o o                 
                                                 o             o   o             o   
                                                              o o o o                 
                                                 o           o       o           o     
                                                o o         o o     o o         o o     
                                             o       o     o   o   o   o     o       o   
                                                          o o o o o o o o                 
                                                 o                               o         
                                                o o                             o o         
                                         o     o   o     o               o     o   o     o   
                                              o o o o                         o o o o         
                                         o               o               o               o     
                                        o o             o o             o o             o o     
                                     o       o       o       o       o       o       o       o   
                                                                                                 
                                                                 o                                 
                                                                o o                                 
                                 o                             o   o                             o   
                                                              o o o o                                 
                                 o                           o       o                           o     
                                o o                         o o     o o                         o o     
                             o       o                     o   o   o   o                     o       o   
                                                          o o o o o o o o                                 
                                 o                       o               o                       o         
                                o o                     o o             o o                     o o         
                         o     o   o     o             o   o           o   o             o     o   o     o   
                              o o o o                 o o o o         o o o o                 o o o o         
                         o               o           o       o       o       o           o               o     
                        o o             o o         o o     o o     o o     o o         o o             o o     
                     o       o       o       o     o   o   o   o   o   o   o   o     o       o       o       o   
                                                  o o o o o o o o o o o o o o o o                                 
                                 o                                                               o                 
                                o o                                                             o o                 
                 o             o   o             o                               o             o   o             o   
                              o o o o                                                         o o o o                 
                 o           o       o           o                               o           o       o           o     
                o o         o o     o o         o o                             o o         o o     o o         o o     
             o       o     o   o   o   o     o       o                       o       o     o   o   o   o     o       o   
                          o o o o o o o o                                                 o o o o o o o o                 
                 o                               o                               o                               o         
                o o                             o o                             o o                             o o         
         o     o   o     o               o     o   o     o               o     o   o     o               o     o   o     o   
              o o o o                         o o o o                         o o o o                         o o o o         
         o               o               o               o               o               o               o               o     
        o o             o o             o o             o o             o o             o o             o o             o o     
     o       o       o       o       o       o       o       o       o       o       o       o       o       o       o       o   
                                                                                                                                 


After trying mod 8, I decided to focus on the number of factors of 2, i.e. the 2-adic valuation. So 1,3,5,7 mod 8 are equivalent, and 2,6 mod 8 are equivalent. I'll use symbols with the number of branches being the 2-adic valuation, thus:

0: . (odd numbers)
1: − (even numbers, not multiples of 4)
2: v (multiples of 4 but not 8)
3: Y (multiples of 8 but not 16)
4: X (multiples of 16 but not 32)
5: H (multiples of 32 but not 64)

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                                                                 .
                                                                . .
                                                               . − .
                                                              . . . .
                                                             . v − v .
                                                            . . − − . .
                                                           . − . v . − .
                                                          . . . . . . . .
                                                         . Y v Y − Y v Y .
                                                        . . v v − − v v . .
                                                       . − . Y − v − Y . − .
                                                      . . . . − − − − . . . .
                                                     . v − v . Y v Y . v − v .
                                                    . . − − . . v v . . − − . .
                                                   . − . v . − . Y . − . v . − .
                                                  . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                 . X Y X v X Y X − X Y X v X Y X .
                                                . . Y Y v v Y Y − − Y Y v v Y Y . .
                                               . − . X v Y v X − v − X v Y v X . − .
                                              . . . . v v v v − − − − v v v v . . . .
                                             . v − v . X Y X − Y v Y − X Y X . v − v .
                                            . . − − . . Y Y − − v v − − Y Y . . − − . .
                                           . − . v . − . X − v − Y − v − X . − . v . − .
                                          . . . . . . . . − − − − − − − − . . . . . . . .
                                         . Y v Y − Y v Y . X Y X v X Y X . Y v Y − Y v Y .
                                        . . v v − − v v . . Y Y v v Y Y . . v v − − v v . .
                                       . − . Y − v − Y . − . X v Y v X . − . Y − v − Y . − .
                                      . . . . − − − − . . . . v v v v . . . . − − − − . . . .
                                     . v − v . Y v Y . v − v . X Y X . v − v . Y v Y . v − v .
                                    . . − − . . v v . . − − . . Y Y . . − − . . v v . . − − . .
                                   . − . v . − . Y . − . v . − . X . − . v . − . Y . − . v . − .
                                  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                 . H X H Y H X H v H X H Y H X H − H X H Y H X H v H X H Y H X H .
                                . . X X Y Y X X v v X X Y Y X X − − X X Y Y X X v v X X Y Y X X . .
                               . − . H Y X Y H v Y v H Y X Y H − v − H Y X Y H v Y v H Y X Y H . − .
                              . . . . Y Y Y Y v v v v Y Y Y Y − − − − Y Y Y Y v v v v Y Y Y Y . . . .
                             . v − v . H X H v X Y X v H X H − Y v Y − H X H v X Y X v H X H . v − v .
                            . . − − . . X X v v Y Y v v X X − − v v − − X X v v Y Y v v X X . . − − . .
                           . − . v . − . H v Y v X v Y v H − v − Y − v − H v Y v X v Y v H . − . v . − .
                          . . . . . . . . v v v v v v v v − − − − − − − − v v v v v v v v . . . . . . . .
                         . Y v Y − Y v Y . H X H Y H X H − X Y X v X Y X − H X H Y H X H . Y v Y − Y v Y .
                        . . v v − − v v . . X X Y Y X X − − Y Y v v Y Y − − X X Y Y X X . . v v − − v v . .
                       . − . Y − v − Y . − . H Y X Y H − v − X v Y v X − v − H Y X Y H . − . Y − v − Y . − .
                      . . . . − − − − . . . . Y Y Y Y − − − − v v v v − − − − Y Y Y Y . . . . − − − − . . . .
                     . v − v . Y v Y . v − v . H X H − Y v Y − X Y X − Y v Y − H X H . v − v . Y v Y . v − v .
                    . . − − . . v v . . − − . . X X − − v v − − Y Y − − v v − − X X . . − − . . v v . . − − . .
                   . − . v . − . Y . − . v . − . H − v − Y − v − X − v − Y − v − H . − . v . − . Y . − . v . − .
                  . . . . . . . . . . . . . . . . − − − − − − − − − − − − − − − − . . . . . . . . . . . . . . . .
                 . X Y X v X Y X − X Y X v X Y X . H X H Y H X H v H X H Y H X H . X Y X v X Y X − X Y X v X Y X .
                . . Y Y v v Y Y − − Y Y v v Y Y . . X X Y Y X X v v X X Y Y X X . . Y Y v v Y Y − − Y Y v v Y Y . .
               . − . X v Y v X − v − X v Y v X . − . H Y X Y H v Y v H Y X Y H . − . X v Y v X − v − X v Y v X . − .
              . . . . v v v v − − − − v v v v . . . . Y Y Y Y v v v v Y Y Y Y . . . . v v v v − − − − v v v v . . . .
             . v − v . X Y X − Y v Y − X Y X . v − v . H X H v X Y X v H X H . v − v . X Y X − Y v Y − X Y X . v − v .
            . . − − . . Y Y − − v v − − Y Y . . − − . . X X v v Y Y v v X X . . − − . . Y Y − − v v − − Y Y . . − − . .
           . − . v . − . X − v − Y − v − X . − . v . − . H v Y v X v Y v H . − . v . − . X − v − Y − v − X . − . v . − .
          . . . . . . . . − − − − − − − − . . . . . . . . v v v v v v v v . . . . . . . . − − − − − − − − . . . . . . . .
         . Y v Y − Y v Y . X Y X v X Y X . Y v Y − Y v Y . H X H Y H X H . Y v Y − Y v Y . X Y X v X Y X . Y v Y − Y v Y .
        . . v v − − v v . . Y Y v v Y Y . . v v − − v v . . X X Y Y X X . . v v − − v v . . Y Y v v Y Y . . v v − − v v . .
       . − . Y − v − Y . − . X v Y v X . − . Y − v − Y . − . H Y X Y H . − . Y − v − Y . − . X v Y v X . − . Y − v − Y . − .
      . . . . − − − − . . . . v v v v . . . . − − − − . . . . Y Y Y Y . . . . − − − − . . . . v v v v . . . . − − − − . . . .
     . v − v . Y v Y . v − v . X Y X . v − v . Y v Y . v − v . H X H . v − v . Y v Y . v − v . X Y X . v − v . Y v Y . v − v .
    . . − − . . v v . . − − . . Y Y . . − − . . v v . . − − . . X X . . − − . . v v . . − − . . Y Y . . − − . . v v . . − − . .
   . − . v . − . Y . − . v . − . X . − . v . − . Y . − . v . − . H . − . v . − . Y . − . v . − . X . − . v . − . Y . − . v . − .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

It reminds me of the Red Rock Valley in HyperRogue, where you climp up or jump down to different elevations.
With the restriction that you can only change elevation (2-adic valuation) by +1 or -1, it appears that you can still go anywhere in Pascal's triangle.
ΓΔΘΛΞΠΣΦΨΩ αβγδεζηθϑικλμνξοπρϱσςτυϕφχψωϖ °±∓½⅓⅔¼¾×÷†‡• ⁰¹²³⁴⁵⁶⁷⁸⁹⁺⁻⁼⁽⁾₀₁₂₃₄₅₆₇₈₉₊₋₌₍₎
ℕℤℚℝℂ∂¬∀∃∅∆∇∈∉∋∌∏∑ ∗∘∙√∛∜∝∞∧∨∩∪∫≅≈≟≠≡≤≥⊂⊃⊆⊇ ⊕⊖⊗⊘⊙⌈⌉⌊⌋⌜⌝⌞⌟〈〉⟨⟩
mr_e_man
Tetronian
 
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