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平面上圆盘的最低密度的答案(修改版)
送交者: 高玉宝 2010年02月17日13:41:13 于 [灵机一动] 发送悄悄话

平面上不重叠地放圆盘,使得平面上留下的空间不能再放入更多的圆盘。圆盘所占面积的最低比率是多少?

围住一个圆形地盘,必需且只需占住三个点。只要把这三个点作等距分布,从每点到三点中心的距离小于圆盘的半径,那这三点所围的地盘上就不能放入圆盘了(见下图红点所示)。而每个圆盘最多可以和其它六个圆盘接触。

把圆盘象上图所示呈蜂窝状排列,然后除去那些白色的。从图中可以看出,留下的圆盘,每个都提供了六个点(最大极限),每个点都和另外两个其它圆盘提供的点围住了一个空间(红点所示)。而每个空间也都给不多于三个的点围住了(最小极限)。从而,所有空间都已给最少的圆盘紧紧地围住。当然,那些空间仍旧可以放入圆盘,但这时,圆盘所占的面积已临界于最低比率。只要把留下的圆盘间的距离稍收缩一下,就不能再放入圆盘了。如图中长方形所示,平面可以被分割成等同的长方形。从图中那长方形不难得出,在收缩前,圆盘所占的面积的比率是pi/(6sqrt(3)。收缩后,比率即为pi/(6sqrt(3)+e, e为大于0的无穷小数。

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