困扰数学家几十年的臭名昭著的“沙发问题”终于有了答案

知新了了 2024-12-12 08:01:51

一个数学问题终于解决了,这个问题描述了可以放在角落里的最大尺寸的沙发,尽管它可能无法帮助你移动。

在《老友记》中,一位数学家虽然晚了二十五年才帮助罗斯将他的新沙发搬进他的公寓,但他终于解决了令人讨厌的“沙发问题”。"

这道数学题描述了在给定宽度的角落里能放得下的最大沙发尺寸 —— 这正是1999年播出的《老友记》中一集里的人物所面临的问题。事实证明,如果罗斯能考虑一下有18个曲线部分、最大面积为2.2195个单元的格弗沙发,他的“旋转”就可以避免了。(好吧,也许它不会有那么大的帮助。)

沙发问题的解决在数学上是第一次。这个问题是由奥地利-加拿大数学家Leo Moser在1966年提出的。Moser要求在一个平面上,单个形状的最大可能区域可以在单位宽度为1的走廊直角角周围移动。虽然这看起来很简单,但数学相当复杂,因为这个问题涉及面积最大化和形状的移动。

现在,韩国延世大学(Yonsei University)数学博士后研究员白吉宁(Jineon Baek)找到了答案。白教授于12月2日在预印本网站ArXiv上发布了他的解决方案。在100多页的数学证明中,白教授发现,对于一个宽度为1个单位的走廊,想象中的沙发的最大面积可以是2.2195个单位 —— 从之前已知的2.2195到2.37个单位的范围精确地缩小了答案。这一证明尚未在同行评议的期刊上发表,还需要其他数学家进行研究,以确定它确实是最优的。

格弗沙发上的“格弗”是罗格斯大学的名誉教授、数学家约瑟夫·格弗,他在1992年提出了2.2195的下界。但关于沙发是否可以更大的问题一直存在争议,2018年的一个团队使用计算机辅助证明表明,2.37实际上是上限。

格弗的沙发是一张宽大的U形沙发,有一个弧形的“座椅”,可以挤在角落里而不会被挂起来。 问题是,这张精心设计的沙发--由18个独立的曲线组合在一起制成 —— 是否真的是可以转弯的最大、最理想的形状。 贝克研究了形状的几何形状及其运动,发现格弗的解决方案实际上是正确的。

这一证据在社交媒体上引起了广泛关注。

用户@morallawwithin于12月6日在社交平台X上写道:“这是最理想的沙发”,并发布了一张相当宽的扶手沙发形状的照片。“你可能不喜欢它,但这就是峰值优化的样子。”

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