一个有趣的矩形剖分问题

来源 :中学生数理化·八年级数学人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:crazy915
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  如果一个矩形能装进另一个矩形里(假设它们的对应边互相平行)。那么这两个矩形的长和宽需要满足什么样的条件呢?容易看出,前一个矩形的长必须小于等于后一个矩形的长,同时前一个矩形的宽也必须小于等于后一个矩形的宽,1973年,美国计算机科学家爱德华·莱因戈尔德提出了一个有趣的数学问题:能否把一个矩形分成若干个小矩形,使得任意一個小矩形都无法装进另一个小矩形里?简单试一试你就会发现,要想构造出这样的例子其实并不容易。
  但是,问题的答案是肯定的,其中的一种方案如图l所示(为简洁起见,左下角的矩形的尺寸未标示,它为18×1),而且,如果每个小矩形的长和宽都必须是整数,那么图1就是这个问题的最小的解——整个大矩形的面积仅为22x13=286。
  我们可以把莱因戈尔德的问题稍微修改一下:能否把一个正方形分成若干个小矩形,使得任意一个小矩形都无法装进另一个小矩形里?问题的答案也是肯定的,其中的一种方案如图2所示(最上面的矩形为27x1),这是目前已知的最小的解——整个大正方形的边长仅为27,究竟还有没有更小的解,仍然是未解之谜。
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【甲】林尽水源,便得一山,山有小口,仿佛若有光。便舍船,从口入。初极狭,才通人。复行数十步,豁然开朗。土地平旷,屋舍儼然,有良田美池桑竹之属。阡陌交通,鸡犬相闻。其中往来种作,男女衣着,悉如外人。黄发垂髫,并怡然自乐。  (节选自《桃花源记》)  【乙】大道之行也,天下为公,选贤与能,讲信修睦。故人不独亲其亲,不独子其子,使老有所终,壮有所用,幼有所长,矜、寡、孤、独、废疾者皆有所养,男有分,女有