矩形内如何放置最多的正多边形?一个给定的长为L,宽为W的矩形内,放置面积相同的正三边形、正四边形、正六边形,不考虑各种多

矩形内如何放置最多的正多边形?
一个给定的长为L,宽为W的矩形内,放置面积相同的正三边形、正四边形、正六边形,不考虑各种多边形恰好契合矩形变长的情况,问哪个能放置最多?最好是能有公式证明!
aqaq-110 1年前 已收到1个回答 举报

jdsofo 幼苗

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正三边形、正四边形和正六边形最多.


因为每一块的面积都相同,所以放置数目越多,说明覆盖率越高.正三边形、正四边形和正六边形最多,是因为他们可以严丝合缝地拼接起来,最大化覆盖率(不算边角的话,覆盖率接近100%,为最优解).


至于为什么,只要算算内角就明白了.正n边形的每个内角为(n-2)/n*180度,如果要能严丝合缝地拼接,必须满足360度是该角度大小的整数倍(这样的话,顶点方能完美地拼接起来,不浪费面积).


设正好k个内角能凑满360度,则可列方程(n-2)/n*180*k=360,得(n-2)k=2n,得


k=2n/(n-2)=2+4/(n-2).


k若为整数,必须满足4是n-2的倍数,4的约数只有1、2和4,因此n-2=1、2或4,得n=3、4或6.


仅有正三边形、正四边形和正六边形可完美覆盖平面,这不是巧合,是可以严格推导出来的.




1年前 追问

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aqaq-110 举报

这个我知道,所以我问的是 , 在这三者之间,谁能使固定矩形中,剩余的面积最少(不好率恰好契合的情况),拜托啊。。 求解

举报 jdsofo

这显然要看你矩形W和L以及正n边形边长的倍数关系,你不给具体数的话,我也不知道。。。都有可能的。

aqaq-110 举报

所以这就是难点所在。。如果您会编程的话用MATLAB应该能做出来。。。可是我不会啊 。。。哎 蛋疼啊。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。哭了

举报 jdsofo

原来你要的是个算法,这可就非常复杂了,没那么容易,你查查文献吧。先平行着矩形的边放,然后再看看有没有其他办法。公式是不可能了,也就是算法逼近有可能。 你查查英文的文献,关于packing algorithm的,应该能有所得。比如查Erich's Packing Center,里面有不少例子,可以看出这问题的复杂程度。
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