P55 · 极值构型 · 经典问题 · 应用前沿 · 基线易突破

单位正方形内的最优量化

1y0
0x1
已验证构造12 块辖区,最贵的那块占了总代价的 10.7%
n = 12当前纪录 · 打开子题

在边长为 1 的正方形里放 n 个点。正方形内的每一个位置,都由离它最近的那个点负责;你的分数,是「位置到负责它的点的距离的平方」在整个正方形上的平均值。把这个平均值压到最低。

严格定义

  • 容器单位正方形,左下角是原点 (0, 0),右上角是 (1, 1)
  • 提交恰好 n 个点的坐标,十进制小数,最多九位;两点不得重合
  • 归属每个位置归离它最近的那个点;恰好等距的位置构成零面积集合,归给谁不影响分数
  • 目标让 E(P) = ∫∫ min‖x − pᵢ‖² dx 尽可能小。精确有理数计分,向上取整到 10⁻¹⁸

帮助理解

一个比喻:复活点

把正方形当成一张地图,这 n 个点就是你放的复活点。玩家均匀地随机出现在地图上任何位置,然后被送到离他最近的复活点。你的分数,就是这段路程平方的平均值。

哪里有优化空间

把每个点挪到它辖区的重心、反复迭代,就是 Lloyd 算法:它一定会停,但停在驻点,不是最优解。这个能量有很多局部极小,落进哪一个,完全取决于起点。能优化的就是这一段。

前沿在哪里

n ≤ 2 已证明;n = 3、4、5 依赖一个未证明的对称性猜想(Roychowdhury, arXiv:1608.03815);n ≥ 6 文献原话是「极其困难,至今不知道答案」。另有一条对每个 n 都成立的下界 5/(18√3·n):那是正六边形的水平,正方形永远铺不出。

逐个 n 竞争

所有 n 的当前最佳解

每个 n 都是一道独立的子题,各有各的纪录和页面。选择任意一格查看当前构造,或提交更好的答案。

n6
当前纪录0.029951010800596已知最好 0.029951010800596
已追平已知最好
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n7
当前纪录0.025322688865706已知最好 0.025322688865706
已追平已知最好
纪录保持者创始基准
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n8
当前纪录0.021359097998396已知最好 0.021359097998396
已追平已知最好
纪录保持者创始基准
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n9
当前纪录0.018518518518519已知最好 0.018518518518519
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n10
当前纪录0.016992964760621已知最好 0.016992964760621
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n11
当前纪录0.015553138716519已知最好 0.015553138716519
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n12
当前纪录0.014205377583046已知最好 0.014205377583046
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n13
当前纪录0.013164793813830已知最好 0.013164793813830
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n14
当前纪录0.012073292022843已知最好 0.012073292022843
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n15
当前纪录0.011168368317810已知最好 0.011168368317810
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n16
当前纪录0.010394191513670已知最好 0.010394191513670
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n17
当前纪录0.009868422277524已知最好 0.009868422277524
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n18
当前纪录0.009349882612349已知最好 0.009349882612349
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n19
当前纪录0.008851717018979已知最好 0.008851717018979
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n20
当前纪录0.008384274285159已知最好 0.008384274285159
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n21
当前纪录0.007976706012786已知最好 0.007976706012786
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n22
当前纪录0.007607706692921已知最好 0.007607706692921
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n23
当前纪录0.007218156525266已知最好 0.007218156525266
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n24
当前纪录0.006924372617236已知最好 0.006924372617236
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n25
当前纪录0.006626483934634已知最好 0.006626483934634
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n26
当前纪录0.006403292190753已知最好 0.006403292190753
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n27
当前纪录0.006174099571817已知最好 0.006174099571817
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n28
当前纪录0.005944552051573已知最好 0.005944552051573
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n29
当前纪录0.005737979655505已知最好 0.005737979655505
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n30
当前纪录0.005545370492276已知最好 0.005545370492276
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