120年历史的数学之谜终于解决了 - 达德尼(Dudeney)的解剖是最佳的!

研究人员使用一种新颖的方法证明了达德尼著名解剖问题的原始解决方案确实是最佳选择。 1907年,英国作家兼数学家亨利·欧内斯特·达德尼(Henry Ernest Dudeney)提出了一个令人着迷的难题:可以将等边三角形切成最少的可能被重新排列以形成完美的正方形的碎片吗?只是[...]

来源:SciTech日报
数学家已经证明亨利·杜德尼 1907 年将等边三角形四部分剖成正方形是最佳的。 JAIST 和 MIT 的研究人员使用匹配图表明,不存在三部分解决方案,这标志着解剖问题最优性的第一个正式证明。他们的工作在数学、工程和材料科学领域都有应用。

研究人员使用一种新颖的方法证明,杜德尼著名的解剖问题的原始解决方案确实是最佳解决方案。

1907年,英国作家兼数学家亨利·欧内斯特·杜登尼(Henry Ernest Dudeney)提出了一个引人入胜的难题:能否将一个等边三角形切成尽可能少的碎片,然后重新排列成一个完美的正方形?仅仅四个星期后,他就推出了一个优雅的解决方案,证明只需要四块。这种将形状切成碎片并重新排列以形成另一种形状的方法称为解剖。解剖的一个核心挑战是最大限度地减少将一个多边形转换为另一个多边形所需的碎片数量,这个问题几个世纪以来一直困扰着数学家、谜题爱好者和问题解决者。

杜德尼的谜题仍然是最著名的几何解剖例子之一。除了对数学家的吸引力之外,解剖问题在纺织品设计、工程和制造等领域也有实际应用。杜德尼的解决方案已经过去了 120 多年,但仍然存在一个问题:是否有可能用少于四块的拼图来解决这个难题?

突破性的数学证明

在一项开创性的研究中,日本先进科学技术研究所 (JAIST) 的 Ryuhei Uehara 教授和 Tonan Kamata 助理教授以及麻省理工学院的 Erik D. Demaine 教授终于回答了这个问题。他们证明杜德尼最初的解决方案是最优的。

开放访问存储库 arXiv 在第 23 届 LA/EATCS-Japan 研讨会上发表

匹配图的作用

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