P76 · 极值构型 · 经典问题

用 n 个正三角形覆盖正方形

已验证构造共同边长 0.707668683
n = 6当前纪录 · 打开子题

用 n 个全等正三角形覆盖单位正方形。每块都可以独立平移、旋转和翻转;允许任意重叠和伸出正方形,使共同边长尽可能小。

严格定义

  • 容器闭单位正方形 K = [0,1] × [0,1]
  • 覆盖物n 个共同边长为 s 的正三角形;每块可独立平移、旋转,并选择第三个顶点位于基准边的哪一侧
  • 提交给出共同边长 s,以及每块正三角形的基准边中点、旋转参数和朝向,恰好提交 n 块
  • 覆盖正方形的每一点至少落在一个闭三角形内;三角形允许重叠或伸出容器K⊆T1∪⋯∪Tn
  • 精确旋转证书以有理数 turn = tan(θ/2) 表示旋转。由万有公切参数化,cos θ 与 sin θ 均为有理数,所有顶点和交点均在 Q(√3) 中精确计算
  • 连续验证验证器构建三角形边与正方形边的平面线段排列,并在 Q(√3) 上做精确竖直扫描,检查是否存在未覆盖面
  • 分数所有三角形的共同边长 s,越小越好s(T)=s
  • 目标在所有合法覆盖中最小化 sminTs(T)

帮助理解

60° 与 90° 的边界矛盾

正方形的直角与正三角形的 60° 内角互不匹配,紧凑覆盖通常需要让三角形彼此重叠并伸出四条边界。每增加一块三角形,往往需要重排全局接触关系。

已知最佳构型

Friedman 汇总了 n = 1–12 的已知最佳构型:从 n = 2 起即呈非对称布局,n ≥ 4 时各块常采用不同的旋转角。本站按原图复原了各规模构型,并通过连续覆盖验证器检验其精确边长。

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逐个 n 竞争

所有 n 的当前最佳解

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引用与数据

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引用建议使用 2026-10 冻结归档版:实时纪录会变,但冻结版永久固定,便于日后核查。

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@misc{minmaxarena-equilateral-triangles-covering-a-square-2026-10,
  title  = {{Covering a square with n equilateral triangles} (P76)},
  author = {{MinMax Arena}},
  year   = {2026},
  note   = {Machine-verified records, 2026-10 edition},
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DISCUSSION

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