liangbch 发表于 2008-7-6 15:08:06

铺地砖问题

无心人贴出个 翻地砖 的帖过子,我来个 铺地砖的帖子吧。不过这两个问题完全不同呀。

我们想要用正多边形的砖来铺地板,且须满足以下条件。
   1.必须是采用正多边形的砖来铺,可以用一种正多边形,也可以采用几种正多边形。
    采用一种正多边形的铺法(排列)方法三种,分别是 三角形,正方形,六边形。重点需要分析一下,采用多种多边形有几种排列方法。
   2.每个顶点(多变形各个顶点的交叉点)上的多边形的排列必须相同。
   3.采用相同的排列方式,地砖可无限扩展。反例,附件5-5-10 采用每个顶点包含 2个5边形和1个10边形,但是接着铺下去就不能满足条件了。

liangbch 发表于 2008-7-6 15:19:45

满足铺地板的一个必要条件是每个顶点的各个多边形的内角和是360^@。下面列出法符合这个条件的一些铺法。

每个顶点3块砖
  1、6+6+6
  2、8+8+4(每个顶点包含2个八边形一个四边形,下同)
  3、10+10+5

每个顶点4块砖
  4、4+4+4+4
  5、3+4+4+6

每个顶点5块砖
  6、3+3+3+3+6

每个顶点6块砖
  7、3+3+3+3+3+3

大家可验证这几种排法,哪个能满足条件,哪个不能满足条件,是否还有其他排列方法。

gxqcn 发表于 2008-7-6 15:54:20

是否允许不同顶点汇聚不同数目的边?
是否允许凹多边形、甚至不规则图形?

liangbch 发表于 2008-7-6 15:58:36

是否允许不同顶点汇聚不同数目的边?
   不允许,如果这样,就不满足 每个顶点(多变形各个顶点的交叉点)上的多边形的排列必须相同。
是否允许凹多边形、甚至不规则图形?
不允许,必须是正多边形。

gxqcn 发表于 2008-7-6 16:20:00

再增加两个:
  8、4+6+12
  9、3+12+12

无心人 发表于 2008-7-6 16:23:17

:)

你没画图

gxqcn 发表于 2008-7-6 16:29:54

正n边形的一个内角对圆周角的“贡献”值为:a_n = \frac{n-2}{2n}

我们只要解如下不定方程即可:\sum a_n xx x_n = 1 \quad ( x_n in bar {ZZ^-} )
其中x_n表示正n边形的选取数(可为零)。

也许这仅是满足要求的必要条件之一,
谁来举个反例:满足上述不定方程,但却实际上无法安排平铺?

mathe 发表于 2008-7-6 16:45:04

上面角得关系得到解的数目应该是有限的。
然后再可以通过点,边,面的数目比例关系(好像叫Euler公式什么的)估计可以找出gxqcn所说的反例

gxqcn 发表于 2008-7-6 17:01:53

那个Euler公式是研究立体几何,估计也可应用到平几中,
只是它好像是研究有限区域的连通图,对平铺这种无限情形如何使用?

liangbch 发表于 2008-7-6 17:53:09

你没画图
我来补图
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