KeyTo9_Fans 发表于 2010-6-5 14:22:33

五圆覆盖问题

5个半径为1的圆可以覆盖一个多大的圆?

其中一个比较漂亮的结果是1.618,方案是每个圆均过大圆的圆心,覆盖1/5的圆周。

有趣有价值的问题,图案很精美。于是大圆和小圆的半径之比恰好是黄金比。

如下图所示(画得不是很精确):



但这并不是最优方案。

最佳答案是1.64左右。

但我求不出精确结果。

不知道利用功能强大的数学工具能否把精确结果算出来。

数学星空 发表于 2010-6-5 19:12:51

准确的数据如下:

KeyTo9_Fans 发表于 2010-6-5 20:17:46

对,就是这张图。



他给出的结果是$1.641+$,比我的有效数字多$1$位。

不知道这个值有没有精确的表达式。

如果没有,那这个值是多少次方程的根呢?

数学星空 发表于 2010-6-5 21:54:04

我想应该是10次方程的根....(5个二次方程的求最优解问题)

wayne 发表于 2010-6-6 14:13:49

五圆覆盖问题,还是很有名的啊,
准确值是1.6410044636036157006508328240593861873182249975202

是八次方程的根:

1296+2112 x-3480 x^2+1360 x^3+1665 x^4-1776 x^5+22 x^6-800 x^7+625 x^8=0
的第四个根
详细资料:
http://mathworld.wolfram.com/DiskCoveringProblem.html

数学星空 发表于 2010-6-6 18:57:09

谁能给出下式的具体推导过程?
2 sin(t)- sin(t + phi/2 + psi)- sin(psi - t - phi/2) = 0,
2 sin(phi) - sin(t + phi/2 + chi) - sin(chi - t - phi/2)= 0,
2 sin(t)+ sin(chi + t)- sin(chi - t) - sin(psi + phi)-
sin(psi - phi) - 2 sin(psi - 2 t)= 0,
cos(2 psi - chi + phi)- cos(2 psi + chi - phi) - 2 cos(chi) +
cos(2 psi + chi - 2 t)+ cos(2 psi - chi - 2 t)=0

hujunhua 发表于 2010-6-6 23:13:24


如图,眼睛与鼻侧的两交点正好是对径点,确定这一事实很有用。

数学星空 发表于 2010-6-7 19:16:16

如图,眼睛与鼻侧的两交点正好是对径点,确定这一事实很有用。
这一事实在不知最优圆的情况是如何得知的呢?

数学星空 发表于 2010-6-8 21:59:45

hujunhua 发表于 2010-6-8 23:12:35

如图,眼睛与鼻侧的两交点正好是对径点,确定这一事实很有用。
这一事实在不知最优圆的情况是如何得知的呢?
数学星空 发表于 2010-6-7 19:16 http://bbs.emath.ac.cn/images/common/back.gif
先画出鼻子3圆,然后画一个过鼻尖的较大圆,只要使右边那个红色圆弧三角形能被单位圆覆盖,大圆就不超上界。如果左边的红色三角形是钝角三角形,那么钝边最长可达到2而不超出单位圆,此时大圆达到极大。调节两鼻孔的中心距,使极大值达到最大。
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