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¿Qué debería estar investigando para resolver este problema?

Esta semana "enigma clásico" en $538$ es bastante el puzzle (como el acertijo clásico siempre lo es). Sin embargo, por lo general se puede deducir soluciones mediante la investigación de material relevante o simplemente usar lo que ya está en el 'ol bocha. La pregunta dice:

Considerar cuatro ciudades organizan para formar las esquinas de un cuadrado, en el que cada lado es $10$ millas de largo. Usted es dueño de una construcción de carreteras de la compañía. El estado ha ofrecido a usted $\$28$ million to construct a road system linking all four towns in some way, and it costs you $\$1$ millones de dólares para construir una milla de la carretera. Usted puede dar vuelta a un beneficio si se toma el trabajo?

Crédito Extra: ¿Cómo funciona su negocio de cálculo cambiar si hubo cinco ciudades dispuestas como un pentágono? Seis como un hexágono? Etc.?

No necesito una solución para el problema (como lo que es divertido!), sólo quiero un punto de partida. Simplemente preguntaba cómo clasificar el problema. He estado tratando de encontrar problemas similares y otras cosas para ayudar a lo largo de mí, pero yo estoy luchando. He considerado la teoría de grafos a la derecha del palo, pero no hay nodos para trabajar con! También he pensado en usar Multiplicadores de Lagrange, pero no estoy muy seguro de que es aplicable aquí. Por último, considera incluso usando mathematica, básicamente, de caída de las partículas en un polígono, a continuación, aplicar la teoría de grafos, pero que parece más bien en la parte superior.

Todas las sugerencias serán bienvenidos.

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Meltemi Puntos 1730

¿Qué debería ser la investigación para resolver este problema?

A mi a simple vista adivinar: Steiner mínima de los árboles.

Ver, por ejemplo, Gilbert y Pollak (1968) Steiner Mínima de los Árboles (pdf) o de Courant y Robbins (1941) "¿Qué es la matemática?", como se menciona en el post del blog aquí.


Nota al margen: Gilbert-Pollak $\sqrt{3}/2$ "Steiner relación conjetura" [al final de la p. 23] se cree que ha sido probado con éxito; sin embargo, un error fue descubierto posteriormente.

Cf. MO 144081 para obtener más detalles.

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