早在1966年,數學家莫澤(leo.moser)就提出了這個移動沙發問題。


    在單位寬度的走廊中,可圍繞直角移動的最大麵積的平麵形狀是什麽?


    適應轉角的最大沙發也被稱為“沙發常數”,其數值等於沙發最大的橫截麵積


    通俗點說,誰能用最大的沙發完美通過90°的急彎,誰就是數學界的“秋名山車神”。


    在這場漂移過彎的比賽中,每個數學家都紛紛施展渾身解數,暗下決心要將沙發秀起來。


    就在問題被提出的同年,有人馬上想到了正方形過彎法。


    正方形沙發過彎


    【沙發係數=1x1=1】


    這個不用轉動車頭的硬核過彎操作,甚至讓我們一下子就聯想到推箱子遊戲,簡單粗暴的同時帶有一點愣頭青的味道。


    雖然這個辣眼睛的操作,並不能得到數學家們的一致認可,但卻打響了沙發問題的第一炮。


    沒過多久,數學家們對正方形沙發重新進行構想,采用了半圓的設計理念。


    這個設計的神奇之處在於,過彎時,圓心會固定在轉角的頂點處,圓弧會緊貼走廊邊。


    這次,數學家們終於成功讓沙發頭轉起來了!


    而更讓他們感到興奮的是,半圓形的改裝使得沙發常數大大提高,一下子躍升到 1.57。【沙發係數=(πx12)\/2≈1.57】


    雖然半圓沙發取得了階段性的突破,但是問題也非常突出:看起來不太像沙發,反而有點像量角器。


    他把上麵的半圓形沙發整體拉長,然後再在中間根據頂點處所需要的空間摳掉一部分,設計出一個很像沙發的沙發。


    hammersley沙發,定義了更高標準的過彎。


    毫不誇張的說,這是沙發問題的裏程碑。


    中間的挖掉的半圓半徑其實可以在 0到 1中間任意取值,這些沙發都可以穿過 l形的走廊。通過對一個二次函數取極值,我們就能求出最終沙發中間部分的半徑應當取為 2\/π,那麽這時沙發的沙發常數就變成了


    在很長的的一段時間裏,數學界的大部分人,包括hammersley在內,都認為hammersley沙發是完美的,是沙發問題的最終解。


    但同樣作為沙發問題的高玩的gerver並不這麽認為,他向hammersley提出了質疑。


    hammersley不以為然,始終認為hammersley沙發是最完美的。


    直到1992年,gerver在hammersley沙發的基礎上,通過旋轉路徑構建新的形狀,提出了gerver沙發。


    盡管看起來和hammersley沙發沒什麽區別,但從數學角度看,你會發現gerver沙發更加複雜。


    看看下麵的圖,刻度線描繪了邊界上不同部分之間的過渡點——3條直線、15條曲線段。


    其中 v, xiii和 xviii三段是線段,


    i, vi, xii,和 xvii是圓弧,


    ii, iii, vii, xi, xv和 xvi是圓的漸開線,


    iv和 xiv是圓的漸開線的漸開線。


    每條曲線段由一個單獨的解析表達式描述。


    這個神似老式電話聽筒的gerver沙發,硬生生把沙發常數整整往上提升了足足 0.5%【沙發係數≈2.2195】,是目前單個走廊轉角沙發移動問題中尋找到的最優解。


    gerver沙發是否就是最優的沙發曲線,他不得而知,但他表示最完美的沙發係數應該是在2.2195~2.37之間。


    對於gerver沙發的現世,數學家們紛紛拍手稱好,除了加州大學戴維斯分校數學係教授dan romik。


    據說dan romik剛拿駕照沒多久,但卻對沙發過彎問題有著極高的要求。


    他並不滿足於使用gerver沙發漂移單個急彎,他認為能完美漂移過二連發急彎的男人才是真正的數學車神。


    為了可以 0距離感受沙發,他甚至模仿葛優躺在沙發上思考如何優化。


    躺在沙發上的romik,一下子就想起了類似比基尼的形狀。

章節目錄

閱讀記錄

數學心所有內容均來自互聯網,繁體小說網隻為原作者蔡澤禹的小說進行宣傳。歡迎各位書友支持蔡澤禹並收藏數學心最新章節