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Peg


Pegs

對於問題“圓木釘與方孔,或方木釘與圓孔,哪個更合適?”的答案可以解釋為詢問哪個更大,是圓的面積與其外切正方形面積之比,還是正方形面積與其外切面積之比?在二維空間中,這些比率分別是 pi/42/pi。因此,圓木釘比方木釘更適合方孔(Wells 1986, p. 74)。

PegRatio

然而,這個結果僅在維度 n<9 時成立,對於 n>=9,單位 n-超立方體比反之更緊密地嵌入到 n-超球體中(Singmaster 1964; Wells 1986, p. 74)。這可以透過注意到單位 n-球體的內容 V(n)、其外切超立方體的內容 V_c(n) 及其內切超立方體的內容 V_i(n) 的公式給出,如下所示:

V(n)=(pi^(n/2))/(Gamma(1/2n+1))
(1)
V_c(n)=2^n
(2)
V_i(n)=(2^n)/(n^(n/2)).
(3)

那麼,所討論的比率是

R_(round peg)=(V(n))/(V_c(n))=(pi^(n/2))/(2^nGamma(1/2n+1))
(4)
R_(square peg)=(V_i(n))/(V_c(n))=(2^nGamma(1/2n+1))/(n^(n/2)pi^(n/2))
(5)

(Singmaster 1964)。這些比率的比率是超越方程

 (R_(round peg))/(R_(square peg))=(pi^nn^(n/2))/(2^(2n)[Gamma(1+1/2n)]^2),
(6)

如上所示,其中維度 n 被視為連續量。這個比率在值 n approx 8.13794 (OEIS A127454) 處穿過 1,這必須透過數值方法確定。因此,只有對於整數維度 n<9,圓木釘才比方木釘更適合方孔。


另請參閱

Hole, 超球體填充, Peg Solitaire, 梨形曲線

使用 探索

參考文獻

Singmaster, D. "On Round Pegs in Square Holes and Square Pegs in Round Holes." Math. Mag. 37, 335-339, 1964.Sloane, N. J. A. “整數序列線上百科全書”中的序列 A127454Wells, D. 《企鵝好奇有趣的數字詞典》 Middlesex, England: Penguin Books, p. 74, 1986.

在 中被引用

Peg

請引用為

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

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