تاريخ الرياضيات
الاعداد و نظريتها
تاريخ التحليل
تار يخ الجبر
الهندسة و التبلوجي
الرياضيات في الحضارات المختلفة
العربية
اليونانية
البابلية
الصينية
المايا
المصرية
الهندية
الرياضيات المتقطعة
المنطق
اسس الرياضيات
فلسفة الرياضيات
مواضيع عامة في المنطق
الجبر
الجبر الخطي
الجبر المجرد
الجبر البولياني
مواضيع عامة في الجبر
الضبابية
نظرية المجموعات
نظرية الزمر
نظرية الحلقات والحقول
نظرية الاعداد
نظرية الفئات
حساب المتجهات
المتتاليات-المتسلسلات
المصفوفات و نظريتها
المثلثات
الهندسة
الهندسة المستوية
الهندسة غير المستوية
مواضيع عامة في الهندسة
التفاضل و التكامل
المعادلات التفاضلية و التكاملية
معادلات تفاضلية
معادلات تكاملية
مواضيع عامة في المعادلات
التحليل
التحليل العددي
التحليل العقدي
التحليل الدالي
مواضيع عامة في التحليل
التحليل الحقيقي
التبلوجيا
نظرية الالعاب
الاحتمالات و الاحصاء
نظرية التحكم
بحوث العمليات
نظرية الكم
الشفرات
الرياضيات التطبيقية
نظريات ومبرهنات
علماء الرياضيات
500AD
500-1499
1000to1499
1500to1599
1600to1649
1650to1699
1700to1749
1750to1779
1780to1799
1800to1819
1820to1829
1830to1839
1840to1849
1850to1859
1860to1864
1865to1869
1870to1874
1875to1879
1880to1884
1885to1889
1890to1894
1895to1899
1900to1904
1905to1909
1910to1914
1915to1919
1920to1924
1925to1929
1930to1939
1940to the present
علماء الرياضيات
الرياضيات في العلوم الاخرى
بحوث و اطاريح جامعية
هل تعلم
طرائق التدريس
الرياضيات العامة
نظرية البيان
Lebesgue Minimal Problem
المؤلف: Ball, W. W. R. and Coxeter, H. S. M.
المصدر: athematical Recreations and Essays, 13th ed. New York: Dover
الجزء والصفحة: ...
10-2-2020
1383
Find the plane lamina of least area which is capable of covering any plane figure of unit generalized diameter. A unit circle is too small, but a hexagon circumscribed on the unit circle is larger than necessary. Pál (1920) showed that the hexagon can be reduced by cutting off two isosceles triangles on the corners of the hexagon which are tangent to the hexagon's incircle (Wells 1991; left figure above). Sprague subsequently demonstrated that an additional small curvilinear region could be removed (Wells 1991; right figure above). These constructions give upper bounds.
The hexagon having inradius (giving a diameter of 1) has side length
(1) |
and the area of this hexagon is
(2) |
(OEIS A010527).
In the above figure, the sagitta is given by
(3) |
|||
(4) |
and the other distances by
(5) |
|||
(6) |
so the area of one of the equilateral triangles removed in Pál's reduction is
(7) |
|||
(8) |
|||
(9) |
|||
(10) |
so the area left after removing two of these triangles is
(11) |
|||
(12) |
|||
(13) |
(OEIS A093821).
Computing the area of the region removed in Sprague's construction is more involved. First, use similar triangles
(14) |
together with to obtain
(15) |
Then
(16) |
and the angle is given by
(17) |
and the angle is just
(18) |
The distance is
(19) |
|||
(20) |
and the area between the triangle and sector is
(21) |
|||
(22) |
|||
(23) |
|||
(24) |
The area of the small triangle is
(25) |
|||
(26) |
|||
(27) |
so the total area remaining is
(28) |
|||
(29) |
|||
(30) |
(OEIS A093822).
It is also known that a lower bound for the area is given by
(31) |
(Ogilvy 1990).
REFERENCES:
Ball, W. W. R. and Coxeter, H. S. M. Mathematical Recreations and Essays, 13th ed. New York: Dover, p. 99, 1987.
Coxeter, H. S. M. "Lebesgue's Minimal Problem." Eureka 21, 13, 1958.
Grünbaum, B. "Borsuk's Problem and Related Questions." Proc. Sympos. Pure Math, Vol. 7. Providence, RI: Amer. Math. Soc., pp. 271-284, 1963.
Kakeya, S. "Some Problems on Maxima and Minima Regarding Ovals." Sci. Reports Tôhoku Imperial Univ., Ser. 1 (Math., Phys., Chem.) 6, 71-88, 1917.
Ogilvy, C. S. Tomorrow's Math: Unsolved Problems for the Amateur, 2nd ed. New York: Oxford University Press, 1972.
Ogilvy, C. S. Excursions in Geometry. New York: Dover, pp. 142-144, 1990.
Pál, J. "Ueber ein elementares Variationsproblem." Det Kgl. Danske videnkabernes selskab, Math.-fys. meddelelser 3, Nr. 2, 1-35, 1920.
Sloane, N. J. A. Sequences A010527, A093821, and A093822 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."
Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, p. 138, 1991.
Yaglom, I. M. and Boltyanskii, V. G. Convex Figures. New York: Holt, Rinehart, & Winston, pp. 18 and 100, 1961.