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平面上圓盤的最低密度的答案(修改版)
送交者: 高玉寶 2010年02月17日13:41:13 於 [靈機一動] 發送悄悄話

平面上不重疊地放圓盤,使得平面上留下的空間不能再放入更多的圓盤。圓盤所占面積的最低比率是多少?

圍住一個圓形地盤,必需且只需占住三個點。只要把這三個點作等距分布,從每點到三點中心的距離小於圓盤的半徑,那這三點所圍的地盤上就不能放入圓盤了(見下圖紅點所示)。而每個圓盤最多可以和其它六個圓盤接觸。

把圓盤象上圖所示呈蜂窩狀排列,然後除去那些白色的。從圖中可以看出,留下的圓盤,每個都提供了六個點(最大極限),每個點都和另外兩個其它圓盤提供的點圍住了一個空間(紅點所示)。而每個空間也都給不多於三個的點圍住了(最小極限)。從而,所有空間都已給最少的圓盤緊緊地圍住。當然,那些空間仍舊可以放入圓盤,但這時,圓盤所占的面積已臨界於最低比率。只要把留下的圓盤間的距離稍收縮一下,就不能再放入圓盤了。如圖中長方形所示,平面可以被分割成等同的長方形。從圖中那長方形不難得出,在收縮前,圓盤所占的面積的比率是pi/(6sqrt(3)。收縮後,比率即為pi/(6sqrt(3)+e, e為大於0的無窮小數。

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