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Hammersley 沙發


HammersleySofaDimensioned

移動沙發問題中,即尋找最大面積 A^* 的平面圖形(“沙發”),使其能夠在一個單位寬度的二維走廊的直角轉角處移動,Hammersley(Croft et al. 1994, Rommik)發現了一種形狀,其面積大於半圓盤,方法是將半圓盤切割成兩個四分之一圓盤,水平分隔一段距離 2r,同時填充它們之間的間隙。此外,從底部移除了一個半徑為 r 的較小半圓盤,如上圖所示。

HammersleySofas

所得的“Hammersley 沙發”如上圖所示,針對不同的 r 值,形狀從 r=0 時的半圓盤變為 r=1 時兩半在單點相遇的形狀。

HammersleyArea

Hammersley 沙發的面積

 A_H(r)=2r+1/2pi(1-r^2)
(1)

周長

 p_H(r)=(pi+2)(r+1),
(2)

正如預期的那樣,當 r->0 時,面積和周長會減小到半圓盤 A_H(0)=pi/2P_H(0)=pi+2 的值。上面顯示了 A_H(r) 作為 rr=0r=1 的函式圖。

A_H(r) 最大化時,r^*=2/pi=0.6366...,得到面積

 A_H^*=pi/2+2/pi=2.2074...
(3)

(OEIS A086118; Croft et al. 1994, Rommik)。

HammersleyLargestSofa

最大 Hammersley 沙發如上圖所示。

Optimal Hammersley sofa moving around a corner

事實證明,對於任何值 0<=r<=1,包括給出最大面積的半徑 r^*,Hammersley 沙發都可以繞過角落。上面展示了最大 Hammersley 沙發繞過角落的過程 (Romik 2016)。

後來發現了一種稍大的沙發,現在稱為Gerver 沙發,並最終被證明是最佳的。


參見

Gerver 沙發, 移動沙發問題

使用 探索

參考文獻

Croft, H. T.; Falconer, K. J.; and Guy, R. K. 幾何學中的未解問題。 New York: Springer-Verlag, 1994.Romik, D. "MovingSofas: A Companion Mathematica Package to the Paper "Differential Equations and Exact Solutions in the Moving Sofa Problem."' Package version: 1.3. 2016 年 7 月 10 日。 https://www.math.ucdavis.edu/~romik/data/uploads/software/movingsofas-v1.3.nb.Romik, D. "移動沙發問題中的微分方程和精確解。" Exper. Math. 27, 316-330, 2018.Romik, D. "Dan Romik 的主頁:移動沙發問題。" https://www.math.ucdavis.edu/~romik/movingsofa/.Sloane, N. J. A. 整數序列線上百科全書中的序列 A086118

引用為

Weisstein, Eric W. "Hammersley 沙發。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/HammersleySofa.html

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