P13 · 装箱与覆盖 · 经典问题 · 难

半径成等差的圆装入正方形 · n = 18

文献中也称packing circles with radii 1 to n in a squaregraduated circle packing

将半径分别为 1, 2, …, n 的 n 个圆互不重叠地放入一个正方形内，使外围正方形的边长尽可能小。

子题n = 18

目标最小化正方形边长

纪录对比

正方形边长 · 越小越好

纪录	数值 / 区间	作者 / 持有人	来源
外部已知最好	[88.40408812395, 88.40408812405]	Kun He, Menglong Huang, Chenkai Yang2015-04-19	Packomania ↗
本站纪录	暂无选手纪录	—	—

严格定义

容器左下角位于原点 (0, 0)、右上角位于 (side, side) 的正方形（以最小圆的半径为单位 1，side 即为待最小化的目标值）
提交正方形边长 side 与圆心列表 centers（按半径 1, 2, …, n 依次排列）
约束第 i 个圆的半径恰好为 i；任意两圆内部不重叠；每个圆完全位于正方形容器内
目标最小化容器正方形边长 side

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当前展示：起步布局

88.404088125y0

123456789101112131415161718

0x88.404088125

已验证构造side = 88.404088125

帮助理解

角位分配与小圆填隙

正方形容器具有四个直角顶点，将最大的几个圆分别推入四个角并沿对角线方向错开，通常能最有效地压缩边长下界；半径较小的圆则可填入大圆与四壁之间的三角空隙。每当 n 增加 1 时，最大圆组对四个角位的重新分配往往会改变整体布局。

已知证明与开放前沿

n ≤ 4 的最优边长可由最大圆之间的圆心距投影直接证明（详见各子题说明）。Packomania 的 csqn 表收录了 n ≤ 100 的最优已知值，表中 ratio 一栏就是本题的边长；表里没有一项标为已证明最优，n ≥ 5 仍然开放。圆容器版本曾是 Al Zimmermann 编程竞赛的赛题（也见 Packomania）。

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构型与历史

起步布局

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ANSWER FORMAT

答案怎么写

单位就是最小那个圆的半径：第 i 个圆的半径正好是 i。容器是你自己给出的正方形，左下角是原点 (0, 0)，右上角是 (side, side)，side 越小越好。坐标和半径用同一个单位，直接写成小数，例如 "3.5"，最多九位小数。

提交容器正方形边长 side 与各圆圆心坐标 centers（按半径 1, 2, …, n 的顺序排列）。所有数值均以十进制字符串表示（如 "3.5"）。

起步布局答案

{
  "centers": [
    [
      "23.850710768",
      "55.913374456"
    ],
    [
      "43.552070213",
      "16.50165393"
    ],
    [
      "3.019324908",
      "45.703037089"
    ],
    [
      "84.404088125",
      "31.748103741"
    ],
    [
      "55.995547622",
      "83.394134707"
    ],
    [
      "26.123510447",
      "48.712275486"
    ],
    [
      "58.294660097",
      "57.413303758"
    ],
    [
      "49.447955518",
      "8"
    ],
    [
      "9.017056226",
      "9.0177917"
    ],
    [
      "10",
      "78.404088125"
    ],
    [
      "11",
      "57.427911161"
    ],
    [
      "29.852037575",
      "12"
    ],
    [
      "74.29846288",
      "45.418375809"
    ],
    [
      "14",
      "32.608563869"
    ],
    [
      "73.404088125",
      "73.404088125"
    ],
    [
      "72.075372516",
      "16"
    ],
    [
      "45.618089921",
      "36.421957102"
    ],
    [
      "36.934896017",
      "70.404088125"
    ]
  ],
  "side": "88.404088125"
}

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": 18
}

起步布局答案

{
  "centers": [
    [
      "23.850710768",
      "55.913374456"
    ],
    [
      "43.552070213",
      "16.50165393"
    ],
    [
      "3.019324908",
      "45.703037089"
    ],
    [
      "84.404088125",
      "31.748103741"
    ],
    [
      "55.995547622",
      "83.394134707"
    ],
    [
      "26.123510447",
      "48.712275486"
    ],
    [
      "58.294660097",
      "57.413303758"
    ],
    [
      "49.447955518",
      "8"
    ],
    [
      "9.017056226",
      "9.0177917"
    ],
    [
      "10",
      "78.404088125"
    ],
    [
      "11",
      "57.427911161"
    ],
    [
      "29.852037575",
      "12"
    ],
    [
      "74.29846288",
      "45.418375809"
    ],
    [
      "14",
      "32.608563869"
    ],
    [
      "73.404088125",
      "73.404088125"
    ],
    [
      "72.075372516",
      "16"
    ],
    [
      "45.618089921",
      "36.421957102"
    ],
    [
      "36.934896017",
      "70.404088125"
    ]
  ],
  "side": "88.404088125"
}

提交容器正方形边长 side 与各圆圆心坐标 centers（按半径 1, 2, …, n 的顺序排列）。所有数值均以十进制字符串表示（如 "3.5"）。 · 验证器 v1.0.0

DISCUSSION

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