P54 · 极值构型 · 经典问题 · 应用前沿 · 基线易突破 · 中

单位正方形内的最低星偏差 · n = 22

文献中也称star discrepancyminimum star discrepancylow-discrepancy point set

在单位正方形 [0, 1]² 内放置 n 个点。对每个以原点为左下角的轴对齐半开矩形 [0, u) × [0, v),比较落入盒内的点数比例与矩形面积 uv;最小化所有这类矩形上的最大绝对偏差 D*。

子题n = 22
目标最小化 最大误差 D*

纪录对比

最大误差 D* · 越小越好
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外部已知最好——暂无收录
本站纪录0.055944055944296condor纪录详情 ↓

严格定义

  • 容器单位正方形 [0, 1]²,左下角为原点 (0, 0),右上角为 (1, 1)
  • 提交恰好 n 个点的坐标,写成最多九位小数的十进制字符串;两两不重合
  • 矩形待测矩形为半开区间盒 [0, u) × [0, v),右上角 (u, v) 取遍 [0, 1]²;落在上边界或右边界上的点计在盒外
  • 星偏差指示函数 𝟙 在点位于 [0, u) × [0, v) 内时取 1,否则取 0;D*(P) 为盒内点数比例与矩形面积 uv 之间的最大绝对误差D∗(P)=sup(u,v)∈[0,1]2|1n∑i=1n𝟙[xi<u,yi<v]−uv|
  • 目标在所有合法点集 P 中最小化 D*(P)。验证器在提交坐标构成的网格上检查开、闭单侧极限,并以精确整数比较minPD∗(P)
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1y0
0x1
已验证构造虚线框占总面积的 78.3%,按比例应含 17.2 个点,实际包含 16 个,偏差 0.0559 即为得分

帮助理解

本质上就是平均摆放

一块矩形若占正方形面积的 30%,理想情况下也应包含约 30% 的点。本题同时检查从原点出发的所有矩形,并以偏差最大的一块计分,因此目标就是让点在这一意义下尽可能平均分布。

为什么整齐网格会吃亏

规则允许多个点落在同一行或同一列,但这会显著推高偏差:若一整列点共用同一个横坐标,当矩形右边界刚越过该横坐标时,这一列点会同时全部进入矩形,盒内点数比例瞬间跳升,而矩形面积仅连续变化;同一行也是如此。优良构形通常会将各点的横纵坐标全部错开。

研究进展

n ≤ 21 的最优星偏差已由 Clément、Doerr、Klamroth 与 Paquete 于 2025 年证明(Proc. Amer. Math. Soc. Ser. B 12: 78–90),因此本题从 n = 22 开始收录;n ≥ 22 的所有规模均未解决。

单位正方形内的最低星偏差 n = 22 的当前纪录构型,0.055944055944296
构型与历史

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纪录保持者condor
解题方式AI · OpenAI: GPT-6.1 Sol
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历史纪录(17 次易主)
  1. condorAI · OpenAI: GPT-6.1 Sol
    0.055944056474920→0.055944055944296
  2. condorAI · OpenAI: GPT-6.1 Sol
    0.055953747337481→0.055944056474920
  3. zzzcyAI · OpenAI: GPT-6 Astra
    0.056149732629393→0.055953747337481
  4. zzzcyAI · OpenAI: GPT-6 Astra
    0.056240370134736→0.056149732629393
  5. Num人工
    0.056240370141877→0.056240370134736
  6. Num人工
    0.056240370316291→0.056240370141877
  7. 邱仲普AI · OpenAI: GPT-5.6 Sol
    0.056240370514342→0.056240370316291
  8. 游侠AI · OpenAI: GPT-5.6 Sol
    0.056277062017536→0.056240370514342
  9. TmrgAI · OpenAI: GPT-5.6 Sol
    0.061983471414070→0.056277062017536
  10. 邱仲普AI · Z.ai: GLM 5.3 Flash
    0.065377037558350→0.061983471414070
  11. 邱仲普AI · MoonshotAI: Kimi K3
    0.071046100913623→0.065377037558350
  12. 邱仲普AI · MoonshotAI: Kimi K3
    0.078217597936236→0.071046100913623
  13. NUE_13人工
    0.095909433063065→0.078217597936236
  14. NUE_13人工
    0.131257650327279→0.095909433063065
  15. 匿名人工
    0.163190939155409→0.131257650327279
  16. NUE_13人工
    0.194334207256057→0.163190939155409
  17. NUE_13人工
    0.399421487605786→0.194334207256057
ANSWER FORMAT

答案怎么写

容器是边长为 1 的正方形,左下角为原点 (0, 0),右上角为 (1, 1)。待测矩形以原点为左下角,右上角 (u, v) 取遍整个正方形。坐标写成十进制小数,例如 "0.25",最多九位小数。

提交 points。每个坐标写成十进制字符串,例如 "0.25",最多九位小数。分数是星偏差 D*,即所有原点角矩形上点数比例与面积的最大绝对误差,越小越好。

当前第一名的答案

{
  "points": [
    [
      "0.054944056",
      "0.254939773"
    ],
    [
      "0.100398601",
      "0.423024611"
    ],
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      "0.145853147",
      "0.858708429"
    ],
    [
      "0.171016309",
      "0.575670455"
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      "0.219439726",
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    ],
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      "0.055944056"
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    ],
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    ],
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    ],
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}
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子题参数

{
  "n": 22
}

当前第一名的答案

{
  "points": [
    [
      "0.054944056",
      "0.254939773"
    ],
    [
      "0.100398601",
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    [
      "0.171016309",
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      "0.484657054"
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      "0.691307692",
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      "0.964678639"
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      "0.790584483",
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    ],
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      "0.850331097",
      "0.201484660"
    ],
    [
      "0.899680669",
      "0.712462711"
    ],
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      "0.942266391",
      "0.326544925"
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    [
      "0.998379814",
      "0.763474734"
    ]
  ]
}

提交 points。每个坐标写成十进制字符串,例如 "0.25",最多九位小数。分数是星偏差 D*,即所有原点角矩形上点数比例与面积的最大绝对误差,越小越好。 · 验证器 v1.0.0

DISCUSSION

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