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Tapas de registro no convexas

Una razón común dado por la circularidad de las tapas de las alcantarillas es que ellos no pueden caer a través de la escotilla. Para convexa de las tapas de las alcantarillas, esta propiedad es equivalente a tener ancho constante — si tienen anchos diferentes, sólo orientar la tapa de modo que el menor ancho de diapositivas a través de la más grande. Desde polígonos convexos no puede tener un ancho constante, este reglamento para las tapas de las alcantarillas. Sin embargo, para nonconvex formas, más ancho no da necesariamente una mayor agujero.

Es posible tener un nonconvex polígono que no se puede mover a través de un agujero de la misma forma?

Algunas Aclaraciones:

  • El agujero tiene espesor cero.
  • Yo estaba pensando en el polígono de ser simplemente conectado. Pero si esto es importante, me gustaría saber la respuesta de ambas maneras.

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runeh Puntos 1304

Personal caído a mitad de camino a través de una circular de la boca de alcantarilla en Somerville, MA, Puedo decir que esta excusa para circular el diseño es PÉSIMO. Entré en el metol disco y de vuelta, un poco como un subibaja, con un diámetro de ser la bisagra. Mi esposa me agarró antes de las joyas de la familia, por así decirlo, fueron destruidos en el borde de la vuelta de acero alcantarilla -- y me sacó en un subidón de adrenalina.

Creo que es un círculo con un poco --por ejemplo, un cuadrado pequeño o rectángulo que se adjunta en la circunferencia, a fin de hacer la forma de un bitnon convexa en realidad sería mucho más seguro diseño. Pero, estoy claro de cómo hacer una precisa reformulación de su problema, que daría lugar a tales una solución.

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traveler Puntos 56

Aquí es una construcción de un polígono que no se caiga por el agujero.

Comenzar con un regular $MN$-gon circunscrito alrededor de un círculo unitario, donde $M\gg N\gg 1$ e $N$ es incluso. Para cada $M$th lado, dibujar un segmento de longitud 1 de la ampliación de este lado en la dirección de las agujas. Tomar una rectangular barrio de anchura $\varepsilon\ll 1/MN$ de cada uno de estos segmentos. El pozo es la unión de las $MN$-gon y estos $N$ rectángulos estrechos.

Supongamos que el polígono se pueden mover a través del agujero. Entonces hay un momento cuando su centro está en el nivel del suelo. Considerar la intersección de la línea de los dos planos: el suelo y el polígono. Su intersección $S$ con el polígono consiste en el segmento central de la longitud de la $>2$ y varios pares de segmentos cortos derivadas de los pares de simétrica rectángulos estrechos ($N$ debe ser elegido lo suficientemente grande, así que hay al menos 3 de estas parejas para cualquier línea a través del centro).

La misma línea en el suelo, debe intersectar el agujero de un conjunto que contiene a $S$ en el interior. El segmento central debe ir muy cerca del centro del agujero, porque no hay otro lugar para un segmento de longitud 2 (podemos controlar lo cerca que debe ser por la elección de $M$ lo suficientemente grande). Ahora considere una simétrica par de segmentos cortos en $S$ en algún lugar en el medio (para evitar el límite de los efectos). Si la línea en el suelo es lo suficientemente cerca del centro (y podemos asegurar que), este par de segmentos debe caber en un par de rectángulos simétricos en el agujero. Pero es fácil ver que no se puede ajustar localmente estos rectángulos son sólo tiras paralelas de ancho de $\varepsilon$ separados por una distancia fija $2-\varepsilon$, y sin embargo se rota la línea de intersección, obtendrá en segmentos más cortos o menor intervalo entre ellos.

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Steve Puntos 1491

¿Qué tal un cuadrado con cuatro rebanadas finas sacadas de él?

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Peter Puntos 1681

Aquí están algunas de las referencias potencialmente relevantes, que por desgracia no puedo seguir completamente en el momento (lo siento!). Hay una serie de publicaciones basadas en Leo Moser de 1966 problema, "El traslado de Muebles a través de un Pasillo," el Problema de 66-11 en SIAM Review. (Yo no seguimiento de las respuestas en problemas más adelante, uno por Michael Goldberg.) También hay una 1982 papel de Gilbert Strang, "El ancho de una silla," en Amer. De matemáticas. Mensual.

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Tomm Puntos 165

En el caso no simplemente conectado, un anillo da un ejemplo fácil. Para obtener un ejemplo simplemente conectado, simplemente corte una tira delgada del anillo a lo largo de un radio.

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