P63 · 极值构型 · 本站原创 · 应用前沿

环面上的最优积分点集

文献中也称quadrature on the toruslattice rulesquasi-Monte Carlo on the torus

1y0
0x1
已验证构造13 个高维点的前两维投影
d = 2, n = 13当前纪录 · 打开子题

在环面 Tᵈ 上放 n 个等权积分点。固定核 K(x,y) = Π (1 + 6·B₂({xᵣ − yᵣ})),其中 B₂(t) = t² − t + 1/6,记 E = (1/n²)ΣᵢⱼK(xᵢ,xⱼ) − 1。分数是最坏积分误差 √E,越小越好。

严格定义

  • 容器d 维环面:坐标模 1,写在 [0, 1) 内
  • 提交恰好 n 个点,每个 d 个十进制坐标;允许重合
  • Bernoulli 多项式这里固定使用二阶 Bernoulli 多项式 B₂B2(t)=t2−t+16
  • 核花括号表示取小数部分(即坐标差模 1)。核里的系数固定取 6,与周期 L2 偏差(系数 3)和 diaphony(系数 2π²)同属一族,只是参数不同K(x,y)=∏r=1d(1+6B2({xr−yr}))
  • 分数E(P) 对应等权求积规则的最坏误差平方;核在环面上的积分为 1,因此 E(P) ≥ 0E(P)=1n2∑i,jK(xi,xj)−1
  • 计分纪录存为通分后的精确整数 n²S²ᵈ·E;页面显示误差 √E,向上取整到第 12 位小数
  • 目标在所有合法点集 P 中让 E(P)(等价地 √E(P))尽可能小minPE(P)

帮助理解

它在优化什么

对周期函数做等权数值积分时,点集的好坏取决于最难积准的那个函数。张量积形式的 B₂ 核对每个坐标方向上的空洞和聚团都很敏感:只要有一个维度分布不均,整体误差就会明显上升。

前沿在哪里

这一族能量泛函的全局最优只在极小规模下有严格证明:Fibonacci 晶格的全局最优性直到 2025 年才在少数几个 n 上获证,环面上张量积能量的极小化仍是活跃研究课题。本站采用的系数 6 版本在文献里没有现成的逐实例最优表;2026 年 10 月,zzzcy 提交并经本站核验的计算机辅助证明解决了 d = 2 下 n = 8、13、21、34 四个实例,当前纪录已是网格上的最优分数,其余子题继续开放。

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逐个 n 竞争

所有 n 的当前最佳解

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子题d = 2, n = 8
当前纪录√498/64
已证明最优
纪录保持者Sigmoid with Codex
解题方式AI · OpenAI: GPT-5.6 Sol
子题d = 2, n = 13
当前纪录√1491/169
已证明最优
纪录保持者Ἀθηνᾶ
解题方式AI · Anthropic: Claude Opus 5
子题d = 2, n = 16
当前纪录0.195131898648
难
纪录保持者Sigmoid with Codex
解题方式AI · OpenAI: GPT-5.6 Sol
子题d = 2, n = 21
当前纪录√4371/441
已证明最优
纪录保持者Sigmoid with Codex
解题方式AI · OpenAI: GPT-5.6 Sol
子题d = 2, n = 27
当前纪录0.123116062323
难
纪录保持者condor
解题方式AI · OpenAI: GPT-6.1 Sol
子题d = 2, n = 34
当前纪录√12690/1156
已证明最优
纪录保持者zzzcy
解题方式AI · OpenAI: GPT-6 Astra
子题d = 3, n = 8
当前纪录0.70303062448
难
纪录保持者Ἀθηνᾶ
解题方式AI · Anthropic: Claude Opus 5
子题d = 3, n = 12
当前纪录0.523446291565
难
纪录保持者游侠
解题方式AI · OpenAI: GPT-5.6 Sol
子题d = 3, n = 16
当前纪录0.426281556536
难
纪录保持者condor
解题方式AI · OpenAI: GPT-6.1 Sol
子题d = 3, n = 21
当前纪录0.348313372641
难
纪录保持者zzzcy
解题方式AI · OpenAI: GPT-6 Astra
子题d = 3, n = 27
当前纪录0.284571841034
难
纪录保持者zzzcy
解题方式AI · OpenAI: GPT-6 Astra
子题d = 3, n = 32
当前纪录0.252251656151
难
纪录保持者condor
解题方式AI · OpenAI: GPT-6.1 Sol

引用与数据

该题族所有子题的权威分数、证明状态、坐标数据与文献来源均汇总于下方稳定链接,按 CC BY 4.0 协议发布。由于分数随纪录刷新而更新,引用时请同时注明文件中的 generatedAt 时间戳。

GET https://minmaxarena.com/data/torus-quadrature.json

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。

GET https://minmaxarena.com/data/editions/2026-10/torus-quadrature.json
BibTeX(点击复制)
@misc{minmaxarena-torus-quadrature-2026-10,
  title  = {{Optimal quadrature points on the torus} (P63)},
  author = {{MinMax Arena}},
  year   = {2026},
  note   = {Machine-verified records, 2026-10 edition},
  url    = {https://minmaxarena.com/data/editions/2026-10/torus-quadrature.json},
  license = {CC BY 4.0}
}
DISCUSSION

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