P78 · 极值构型 · 经典问题 · 难

用 n 个正三角形覆盖圆盘 · n = 16

用 n 个全等正三角形连续覆盖单位圆盘。允许重叠和伸出容器,最小化共同边长。

子题n = 16
目标最小化 共同边长

严格定义

  • 容器闭圆盘 D = {(x,y) : (x−1)² + (y−1)² ≤ 1}
  • 提交共同边长 s 与恰好 n 个 {x,y,turn,down} 放置;每块可独立旋转和翻转
  • 覆盖D 的每一点至少属于一个闭覆盖三角形DT1Tn
  • 连续精确验证把 3n 条边延长成直线,每个面上各三角形的归属恒定,于是圆盘被盖住当且仅当没有一个与开圆盘相交的面是空的。面按竖直条带内的梯形逐一采样,全部算术在 Q(√3) 中;圆只在「梯形是否碰到开圆盘」这一步出现,而那是有理比较。不是像素采样,也没有任何 ε
  • 分数所有覆盖三角形共享的边长 s,越小越好s(T)=s
  • 目标在全部合法覆盖中最小化 sminTs(T)
放大来摆,然后提交
已验证构造共同边长 0.729117139

帮助理解

六块正好,第七块起才有题

六个正三角形绕圆心拼成正六边形,其内切圆恰好是单位圆,边长 2/√3,没有任何余地。从第七块开始,多出来的那块该放哪、其余几块该怎么让开,就没有现成答案了。

前沿在哪里

Friedman 的公开表登记 n = 1–18,用的是倒过来的规范:n 个单位正三角形能盖住的最大圆半径 r,这里的边长 s = 1/r。n = 8–13 有闭式(Morandi、Cantrell),n = 7 与 14–18 只有截断的小数(Morandi,2009);除 n = 1、2、6 外都没有证明最优。原页只给约 200 像素的小图而没有坐标,本站按图中的水平边、±60° 边和接触关系逐项复原,再用连续精确验证器修掉像素舍入留下的细缝。页面把文献目标和九位复原证书分开显示,复原误差不会被冒充为原作者的数据。

查看来源
用 n 个正三角形覆盖圆盘 n = 16 的当前纪录构型,0.729117139
当前第一名

0.729117139

共同边长

答案来源Maurizio Morandi
解题方式公开参考构造
挑战这个纪录
ANSWER FORMAT

答案怎么写

容器是圆心 (1,1)、半径 1 的闭圆盘,正好填满 [0,2]² 的板子。坐标标记覆盖三角形一条基准边的中点;覆盖物可以伸出容器。

提交 side 和 triangles;每块写 {x,y,turn,down}。页面编辑器可直接输入或拖动 θ°,并自动换算 turn = tan(θ/2)。

当前第一名的答案

{
  "side": "0.729117139",
  "triangles": [
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.319533635",
      "y": "2.000571171"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.692639145",
      "y": "2.000571171"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.630961827",
      "y": "1.277173605"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.932768861",
      "y": "1.280040753"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.002333994",
      "y": "1.288111105"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.183182987",
      "y": "1.290978253"
    },
    {
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      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.376199055",
      "y": "1.288111105"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.446647110",
      "y": "1.290978253"
    },
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      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.551437527",
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    },
    {
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      "turn": "0.000000000",
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    {
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    },
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      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.065233318",
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    },
    {
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      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.379858564",
      "y": "0.700024935"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.311619024",
      "y": "-0.010190454"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.696015634",
      "y": "0.000747046"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.625641226",
      "y": "0.700024935"
    }
  ]
}
提交格式与技术细节需要编写程序或准备 JSON 答案时再查看

子题参数

{
  "n": 16
}

当前第一名的答案

{
  "side": "0.729117139",
  "triangles": [
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.319533635",
      "y": "2.000571171"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.692639145",
      "y": "2.000571171"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.630961827",
      "y": "1.277173605"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.932768861",
      "y": "1.280040753"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.002333994",
      "y": "1.288111105"
    },
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      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.183182987",
      "y": "1.290978253"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.376199055",
      "y": "1.288111105"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.446647110",
      "y": "1.290978253"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.551437527",
      "y": "0.697157787"
    },
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      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.814082011",
      "y": "0.697157787"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
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    },
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      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
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      "y": "0.697157787"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.379858564",
      "y": "0.700024935"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.311619024",
      "y": "-0.010190454"
    },
    {
      "down": false,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "0.696015634",
      "y": "0.000747046"
    },
    {
      "down": true,
      "turn": "0.000000000",
      "x": "1.625641226",
      "y": "0.700024935"
    }
  ]
}

提交 side 和 triangles;每块写 {x,y,turn,down}。页面编辑器可直接输入或拖动 θ°,并自动换算 turn = tan(θ/2)。 · 验证器 v1.0.0

DISCUSSION

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