如何用最短線段,連接正方形的四個角

答案是第三個,30°夾角。

下面是每種情況的計算結果,設正方形的邊長為1。

與正方形邊的夾角 計算值(保留根號) 近似值
3 3
18° 1+\frac{9\sqrt{2}-\sqrt{10}}{2\sqrt{5-\sqrt{5}}} 2.78
30° 1+\sqrt{3} 2.73
36° 1+\frac{8-\sqrt{10-2\sqrt{5}}}{\sqrt{5}+1} 2.75
45° 2\sqrt{2} 2.83

 

其中18°和36°的計算要用到這裏的知識。

據說蜂窩之所以做成六邊形密鋪,是因為這是最節省材料的結構。可藉此理解答案(當然它並不完全是六邊形密鋪)。

那麼下面問題來了,如何證明30°就一定是最優方案?

這有待寡人進一步研究,大概是求一個三角函數的極值。

於是寡人到Geogebra對此進行了證明:

算得它的極值横坐標為\frac{\pi}{6}

4 thoughts on “如何用最短線段,連接正方形的四個角”

    • 是的,我一開始也以為是最後一個。這是很多人都會有的錯覺。

      話說我的文章才發表一分鐘,你就來評論了,非常感謝你的關注!

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