Упаковка шаров

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Упаковка шаров[1] — задача комбинаторной геометрии о размещении непересекающихся одинаковых шаров в евклидовом пространстве. Типичная постановка задачи звучит так: найти способ расположения шаров в пространстве, при котором занята наибольшая доля этого пространства.





Упаковка кругов на плоскости

В двумерном евклидовом пространстве наилучшим заполнением является размещение центров кругов в вершинах паркета, образованного правильными шестиугольниками, в котором каждый круг окружён шестью другими. Плотность данной упаковки:

<math>\frac{\pi}{2\sqrt{3}} \approx 0.9069</math>[1].

В 1940 году было доказано, что данная упаковка является самой плотной.

Конфигурации плотной упаковки шаров

Если шары 3-го слоя наложить на октаэдрические пустоты, то получаем кубическую гранецентрированную плотнейшую упаковку.

Слоёная решётчатая упаковка L3

Гексагональная плотная упаковка (нерешётчатая)

Гексагональная укладка частиц (зерен): в первом слое зерна соприкасаются поверхностями с максимально возможным количеством соседей, а зерна очередных верхних слоев располагаются в лунках между смежными зернами в ряду.К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)[источник не указан 2885 дней]

Упаковка шаров в пространствах старших размерностей

В 2016 году украинский математик Марина Вязовская решила задачу об упаковке шаров в пространствах старших размерностей — восьмимерном[2][3][4] и, в соавторстве, в 24-мерном[5][6].

Решение Вязовской восьмимерного случая занимает всего 23 страницы и является «ошеломляюще простым»[6] по сравнению с 300-страничным текстом и использованием 50 000 строчек программного кода при изложении доказательства гипотезы Кеплера[7] для трёхмерного пространства.

Решётка Лича

См. также

Напишите отзыв о статье "Упаковка шаров"

Примечания

  1. 1 2 Слоэн Н. Дж. А. [www.ega-math.narod.ru/Nquant/Spheres.htm Упаковка шаров] // В мире науки. — 1984. — № 3. — С. 72-82.
  2. Kevin Knudson. [www.forbes.com/sites/kevinknudson/2016/03/29/stacking-cannonballs-in-8-dimensions/#4b4dc77d2b32 Stacking Cannonballs In 8 Dimensions] (англ.) // Forbes. — 2016. — 29 March.
  3. Frank Morgan. [www.huffingtonpost.com/frank-morgan/sphere-packing-in-dimensi_b_9496736.html Sphere Packing in Dimension 8] (англ.) // The Huffington Post. — 2016. — 21 March.
  4. Andreas Loos. [www.zeit.de/wissen/2016-03/mathematik-kugeln-dicht-packen-achte-dimension So stapeln Mathematiker Melonen] (нем.) // Die Zeit. — 2016. — 21 Märzes.
  5. Lisa Grossman. [www.newscientist.com/article/2082328-new-maths-proof-shows-how-to-stack-oranges-in-24-dimensions/ New maths proof shows how to stack oranges in 24 dimensions] (англ.) // New Scientist. — 2016. — 28 March.
  6. 1 2 Erica Klarreich. [www.quantamagazine.org/20160330-sphere-packing-solved-in-higher-dimensions/ Sphere Packing Solved in Higher Dimensions] (англ.) // Quanta: Magazine. — 2016. — 30 March.
  7. Natalie Wolchover. [www.quantamagazine.org/20130222-in-computers-we-trust/ In Computers We Trust?] (англ.) // Quanta: Magazine. — 2013. — 22 February.

Ссылки

  • Д. К. [kvant.mccme.ru/1990/05/novaya_golovolomka_ukladyvanie.htm Новая головоломка: укладывание шариков в куб] // Квант. — 1990. — № 5. — С. 82.


Отрывок, характеризующий Упаковка шаров

– Что ж шутить, – посмеиваясь сказал ямщик. – Разве я для своих господ пожалею? Что мочи скакать будет лошадям, то и ехать будем.
– А! – сказал Анатоль. – Ну садись.
– Что ж, садись! – сказал Долохов.
– Постою, Федор Иванович.
– Садись, врешь, пей, – сказал Анатоль и налил ему большой стакан мадеры. Глаза ямщика засветились на вино. Отказываясь для приличия, он выпил и отерся шелковым красным платком, который лежал у него в шапке.
– Что ж, когда ехать то, ваше сиятельство?
– Да вот… (Анатоль посмотрел на часы) сейчас и ехать. Смотри же, Балага. А? Поспеешь?
– Да как выезд – счастлив ли будет, а то отчего же не поспеть? – сказал Балага. – Доставляли же в Тверь, в семь часов поспевали. Помнишь небось, ваше сиятельство.
– Ты знаешь ли, на Рожество из Твери я раз ехал, – сказал Анатоль с улыбкой воспоминания, обращаясь к Макарину, который во все глаза умиленно смотрел на Курагина. – Ты веришь ли, Макарка, что дух захватывало, как мы летели. Въехали в обоз, через два воза перескочили. А?
– Уж лошади ж были! – продолжал рассказ Балага. – Я тогда молодых пристяжных к каурому запрег, – обратился он к Долохову, – так веришь ли, Федор Иваныч, 60 верст звери летели; держать нельзя, руки закоченели, мороз был. Бросил вожжи, держи, мол, ваше сиятельство, сам, так в сани и повалился. Так ведь не то что погонять, до места держать нельзя. В три часа донесли черти. Издохла левая только.


Анатоль вышел из комнаты и через несколько минут вернулся в подпоясанной серебряным ремнем шубке и собольей шапке, молодцовато надетой на бекрень и очень шедшей к его красивому лицу. Поглядевшись в зеркало и в той самой позе, которую он взял перед зеркалом, став перед Долоховым, он взял стакан вина.
– Ну, Федя, прощай, спасибо за всё, прощай, – сказал Анатоль. – Ну, товарищи, друзья… он задумался… – молодости… моей, прощайте, – обратился он к Макарину и другим.
Несмотря на то, что все они ехали с ним, Анатоль видимо хотел сделать что то трогательное и торжественное из этого обращения к товарищам. Он говорил медленным, громким голосом и выставив грудь покачивал одной ногой. – Все возьмите стаканы; и ты, Балага. Ну, товарищи, друзья молодости моей, покутили мы, пожили, покутили. А? Теперь, когда свидимся? за границу уеду. Пожили, прощай, ребята. За здоровье! Ура!.. – сказал он, выпил свой стакан и хлопнул его об землю.
– Будь здоров, – сказал Балага, тоже выпив свой стакан и обтираясь платком. Макарин со слезами на глазах обнимал Анатоля. – Эх, князь, уж как грустно мне с тобой расстаться, – проговорил он.
– Ехать, ехать! – закричал Анатоль.
Балага было пошел из комнаты.
– Нет, стой, – сказал Анатоль. – Затвори двери, сесть надо. Вот так. – Затворили двери, и все сели.
– Ну, теперь марш, ребята! – сказал Анатоль вставая.
Лакей Joseph подал Анатолю сумку и саблю, и все вышли в переднюю.
– А шуба где? – сказал Долохов. – Эй, Игнатка! Поди к Матрене Матвеевне, спроси шубу, салоп соболий. Я слыхал, как увозят, – сказал Долохов, подмигнув. – Ведь она выскочит ни жива, ни мертва, в чем дома сидела; чуть замешкаешься, тут и слезы, и папаша, и мамаша, и сейчас озябла и назад, – а ты в шубу принимай сразу и неси в сани.
Лакей принес женский лисий салоп.
– Дурак, я тебе сказал соболий. Эй, Матрешка, соболий! – крикнул он так, что далеко по комнатам раздался его голос.
Красивая, худая и бледная цыганка, с блестящими, черными глазами и с черными, курчавыми сизого отлива волосами, в красной шали, выбежала с собольим салопом на руке.
– Что ж, мне не жаль, ты возьми, – сказала она, видимо робея перед своим господином и жалея салопа.
Долохов, не отвечая ей, взял шубу, накинул ее на Матрешу и закутал ее.
– Вот так, – сказал Долохов. – И потом вот так, – сказал он, и поднял ей около головы воротник, оставляя его только перед лицом немного открытым. – Потом вот так, видишь? – и он придвинул голову Анатоля к отверстию, оставленному воротником, из которого виднелась блестящая улыбка Матреши.
– Ну прощай, Матреша, – сказал Анатоль, целуя ее. – Эх, кончена моя гульба здесь! Стешке кланяйся. Ну, прощай! Прощай, Матреша; ты мне пожелай счастья.