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Hammersley 沙发


HammersleySofaDimensioned

移动沙发问题中,即寻找最大面积 A^* 的平面图形(“沙发”),使其能够在一个单位宽度的二维走廊的直角转角处移动,Hammersley(Croft et al. 1994, Rommik)发现了一种形状,其面积大于半圆盘,方法是将半圆盘切割成两个四分之一圆盘,水平分隔一段距离 2r,同时填充它们之间的间隙。此外,从底部移除了一个半径为 r 的较小半圆盘,如上图所示。

HammersleySofas

所得的“Hammersley 沙发”如上图所示,针对不同的 r 值,形状从 r=0 时的半圆盘变为 r=1 时两半在单点相遇的形状。

HammersleyArea

Hammersley 沙发的面积

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

周长

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

正如预期的那样,当 r->0 时,面积和周长会减小到半圆盘 A_H(0)=pi/2P_H(0)=pi+2 的值。上面显示了 A_H(r) 作为 rr=0r=1 的函数图。

A_H(r) 最大化时,r^*=2/pi=0.6366...,得到面积

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

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

HammersleyLargestSofa

最大 Hammersley 沙发如上图所示。

Optimal Hammersley sofa moving around a corner

事实证明,对于任何值 0<=r<=1,包括给出最大面积的半径 r^*,Hammersley 沙发都可以绕过角落。上面展示了最大 Hammersley 沙发绕过角落的过程 (Romik 2016)。

后来发现了一种稍大的沙发,现在称为Gerver 沙发,并最终被证明是最佳的。


参见

Gerver 沙发, 移动沙发问题

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参考文献

Croft, H. T.; Falconer, K. J.; and Guy, R. K. 几何学中的未解问题。 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. "移动沙发问题中的微分方程和精确解。" Exper. Math. 27, 316-330, 2018.Romik, D. "Dan Romik 的主页:移动沙发问题。" https://www.math.ucdavis.edu/~romik/movingsofa/.Sloane, N. J. A. 整数序列在线百科全书中的序列 A086118

引用为

Weisstein, Eric W. "Hammersley 沙发。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/HammersleySofa.html

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