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Peg


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对于问题“圆木钉与方孔,或方木钉与圆孔,哪个更合适?”的答案可以解释为询问哪个更大,是圆的面积与其外切正方形面积之比,还是正方形面积与其外切面积之比?在二维空间中,这些比率分别是 pi/42/pi。因此,圆木钉比方木钉更适合方孔(Wells 1986, p. 74)。

PegRatio

然而,这个结果仅在维度 n<9 时成立,对于 n>=9,单位 n-超立方体比反之更紧密地嵌入到 n-超球体中(Singmaster 1964; Wells 1986, p. 74)。这可以通过注意到单位 n-球体的内容 V(n)、其外切超立方体的内容 V_c(n) 及其内切超立方体的内容 V_i(n) 的公式给出,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)

那么,所讨论的比率是

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)。这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,其中维度 n 被视为连续量。这个比率在值 n approx 8.13794 (OEIS A127454) 处穿过 1,这必须通过数值方法确定。因此,只有对于整数维度 n<9,圆木钉才比方木钉更适合方孔。


另请参阅

Hole, 超球体填充, Peg Solitaire, 梨形曲线

使用 探索

参考文献

Singmaster, D. "On Round Pegs in Square Holes and Square Pegs in Round Holes." Math. Mag. 37, 335-339, 1964.Sloane, N. J. A. “整数序列在线百科全书”中的序列 A127454Wells, D. 《企鹅好奇有趣的数字词典》 Middlesex, England: Penguin Books, p. 74, 1986.

在 中被引用

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请引用为

Weisstein, Eric W. "Peg." 来自 Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Peg.html

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