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
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 B₂
- 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
- 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) ≥ 0
- 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
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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GET https://minmaxarena.com/data/torus-quadrature.json
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@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}
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