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yongcai

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】如此春暖花开的下午,求个数学建模问题

如此春暖花开的下午,看着校长们在照相,研究室只剩下2个人了,简单的数学建模问题突破不了,晚饭吃完了,实在没辙,请教如下:
要求:球形表面被很多正方形覆盖。正方形之间可以完全或部分重叠,一个又一个的,直到所有球形表面都被盖满没有遗漏为止。目的是优化正方形的数目:即完全覆盖球形表面所用最少的正方形数目是多少?
约束1:正方形间中心距小于正方形内切圆直径D(也是正方形边长),这样就保证正方形间不会离远,但可以重叠。(用球坐标Rθ表示是小于2Rsinθ/2)
约束2—终止条件:如何确定球形表面被覆盖完了呢?用数学描述如何描述?所有正方形面积之和大于4πR^2吗?但是正方形间有重叠,且重叠面积在优化迭代过程中会变化的,如何描述呢?
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工厂自动化,机器视觉,机电设备制造改造维修的复合型人才
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jfili

金虫 (正式写手)


点点风(金币+1,VIP+0):感谢参与讨论,加分鼓励 4-6 12:46
不明白你的“球形表面被很多正方形覆盖”是什么意思?是指球在所有正方形所围的区域内部吗?
2楼2009-04-05 23:41:30
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yongcai

金虫 (正式写手)

谢谢关注!
球形表面被很多正方形覆盖:就是指像足球皮一样一块一块的正方形块覆盖,但是由于不是正多边形的图案,只有类似正六面体各个面是正方形无缝覆盖,如果正方形再小的话,覆盖起来就要重叠了,求的是覆盖的数目最少,就是各正方形间重叠最少。
但是,如何用数学描述所有球面被覆盖完了?
工厂自动化,机器视觉,机电设备制造改造维修的复合型人才
3楼2009-04-06 20:30:13
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jfili

金虫 (正式写手)

你的意思是说你这里面的正方形不是指平面正方形,而是球面正方形?
4楼2009-04-06 20:37:40
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yongcai

金虫 (正式写手)

也可以这么理解,球面正方形
如何数学方法描述一个球表面被可以重叠的球面正方形覆盖完了?以面积决定?还是其它什么方式?
这是迭代的终止条件啊,谢谢!
我现在只能散些银两给jfili了!
工厂自动化,机器视觉,机电设备制造改造维修的复合型人才
5楼2009-04-06 21:02:34
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olivelady

铁杆木虫 (知名作家)

懒懒虫


wenzhenzhong(金币+1,VIP+0)::),感谢参与 4-7 11:17
用来覆盖的正方形大小一样吗????
感觉属于分形几何或者是组合几何里的研究内容
6楼2009-04-07 10:31:56
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yongcai

金虫 (正式写手)

先定一样的
我先去看看分形几何和组合几何
可是我想——是不是这是个小学生都能解决的问题呢?是否很简单的公式就搞定呢?
工厂自动化,机器视觉,机电设备制造改造维修的复合型人才
7楼2009-04-07 14:23:45
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sunyuanxin

禁虫 (著名写手)

本帖内容被屏蔽

8楼2009-04-12 16:15:39
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yongcai

金虫 (正式写手)

可以重叠是指:1.两个正方形中心可以小到0,2.不可以大到正方形内接圆直径。这样就保证了添加的正方形与原来的无缝隙。
如何数学方法描述一个球表面被可以重叠的球面正方形覆盖完了?以面积决定?还是其它什么方式?
这是迭代的终止条件啊,是数学建模吧?还是什么建模?
对建模有兴趣的说说看
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9楼2009-04-13 17:46:45
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jfili

金虫 (正式写手)


点点风(金币+1,VIP+0):感谢参与讨论,加分鼓励 4-13 19:57
引用回帖:
Originally posted by yongcai at 2009-4-6 21:02:
也可以这么理解,球面正方形
如何数学方法描述一个球表面被可以重叠的球面正方形覆盖完了?以面积决定?还是其它什么方式?
这是迭代的终止条件啊,谢谢!
我现在只能散些银两给jfili了!

我觉得这个不应该用面积来决定的;你不用给我金币的,来帮你思考一下只是我的业余爱好,

还有几个问题啊:大圆是不是球面正方形呢?如果是,那么这个问题就没多大意义了;2、i当然了,这不符合你的约束条件1,那么在球的大圆上找三个点(不妨就找使这三个点成正三角形好了),以这三个点为中心分别建立正方形,只需要正方形的边长大于球周长的三分之一小于球周长的二分之一,这个好像已经把球覆盖了吧。。。。。。。

再说说覆盖,你记正方形的集合是S(S由中心和边长决定),那么大圆被S覆盖,是指任意球面上的点x,一定存在S中的某个正方形S_j,使得x\in S_j

你这个问题,不妨改成再加一个约束条件:3、正方形的边长不超过某个值、或者球的半径和正方形的边长之比小于定值r
问题是:覆盖球的最少正方形数目与r之间的关系。
10楼2009-04-13 19:11:10
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