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Empilement de triangle dans un disque

Posté par
ty59847
05-07-22 à 16:29

La médaille Fields vient d'être décernée, et une partie des travaux primés sont sur des questions d'empilement de sphères (en dimension 8, certes).
Alors voici un exercice d'empilement.
On a un disque de rayon 1.
On veut couvrir 'autant que possible' ce disque avec des triangles équilatéraux. On a droit à 5 triangles.
Les triangles n'ont pas forcément la même taille.
Et évidemment, les triangles ne doivent pas déborder, ils doivent être tout entiers dans le disque.
Quelle est la disposition qui permet de couvrir la plus grande surface possible ?
Je n'ai pas la réponse, je n'ai pas la moindre idée sur le sujet, je lance un chantier collaboratif, et peut être que nous recevrons la médaille Fields (on dira qu'on a moins de 40 ans).

Posté par
dpi
re : Empilement de triangle dans un disque 05-07-22 à 18:44

Bonjour ,
Et merci pour ce challenge.
Les triangles peuvent ils se superposer?
Perso je ne pense pas.

Posté par
dpi
re : Empilement de triangle dans un disque 05-07-22 à 18:50

On a dit collaboratif

Empilement de triangle dans un disque

Posté par
dpi
re : Empilement de triangle dans un disque 05-07-22 à 19:16

Une joli tentative
avec une couverture de  ((53)/4)/
soit environ 0.689

Empilement de triangle dans un disque

Posté par
ty59847
re : Empilement de triangle dans un disque 05-07-22 à 22:25

Non, pas de superposition.
La 2ème proposition est toute simple et semble assez efficace. Je n'y  avais même pas pensé.

Posté par
derny
re : Empilement de triangle dans un disque 05-07-22 à 22:54

Bonsoir
La tentative de dpi me semble difficile à améliorer.

Posté par
carpediem
re : Empilement de triangle dans un disque 06-07-22 à 09:00

salut

la tentative de dpi n'est que l'inscription d'un hexaèdre régulier dans le disque et d'en retirer 1/6 (solution à laquelle j'avais immédiatement pensée) et alors les cinq triangles sont égaux ...

ensuite (mais je n'ai pas eu le temps d'y réfléchir) j'avais pensé à un "grand" triangle à l'intérieur et d'y caser des petits autour ... mais je n'ai pas eu le temps d'aller plus loin et de faire des tests ... mais ça me semble moins optimal ...

Posté par
derny
re : Empilement de triangle dans un disque 06-07-22 à 11:24

Bonjour
carpediem j'avais essayé ce que tu suggères mais ... pas mieux... pour l'instant.

Posté par
dpi
re : Empilement de triangle dans un disque 06-07-22 à 18:29

La solution d'un triangle maxi +2 moyens  latéraux +1losange (2petits)
donne une couverture de 0.574

Posté par
ty59847
re : Empilement de triangle dans un disque 09-07-22 à 12:54

Je me suis mis à chercher aussi, et j'ai cru un moment avoir une disposition meilleure, mais je m'étais trompé.

Bon, j'ai peur que ça ne suffise pas pour avoir la médaille Fields.

Posté par
dpi
re : Empilement de triangle dans un disque 09-07-22 à 15:50

Nous n'avons pas trop eu de tentatives
Provisoirement je me porte impétrant à la médaille ....

Posté par
verdurin
re : Empilement de triangle dans un disque 12-07-22 à 11:44

Bonjour à tous.
Une toute petite amélioration.
Empilement de triangle dans un disque
pour un taux de couverture de \dfrac{31\sqrt3-3\sqrt{11}}{24}\simeq0,\!580

Posté par
mathafou Moderateur
re : Empilement de triangle dans un disque 12-07-22 à 13:01

Bonjour à tous,
certes, mais ce sera toujours < 0.689 initialement proposé.

Empilement de triangle dans un disque
il s'agit de trouver la position de D sur AC donnant l'aire maximale ...
(ici expérimentalement avec Geogebra)

Posté par
Imod
re : Empilement de triangle dans un disque 12-07-22 à 17:55

Bonjour à tous

La solution de Dpi peut paraître naïve ( il suffit d'enlever une des parts à l'hexagone inscrit ) mais je vois mal comment on peut faire mieux

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Empilement de triangle dans un disque 12-07-22 à 18:25

il ne s'agissait pas de faire mieux que ça, mais de chercher à faire mieux que le moins bien () initié par dpi lui-même :

dpi @ 06-07-2022 à 18:29

La solution d'un triangle maxi +2 moyens latéraux +1losange (2petits)
donne une couverture de 0.574

sans doute pensait il à
Empilement de triangle dans un disque


et amélioration proposée par verdurin de remplacer le losange de deux petits par deux autres petits

et même que en inclinant le losange de dpi :
Empilement de triangle dans un disque

et j'indiquais juste que cette amélioration pouvait être améliorée
mais ça reste toujours dans du moins bien, on est d'accord

Posté par
dpi
re : Empilement de triangle dans un disque 12-07-22 à 18:43

Bonsoir,
Vu l'écart actuel,il semble inutile de chercher autre chose...
J'ai bien tenté de serrer mes 4  premiers triangles de ma disposition
pentagonale,cela ouvre une magnifique zone  de 120  ° mais hélas!
Elle ne pourra contenir qu'un 5 ème triangle équilatéral identique.
je pense que (53/4)/ est la couverture maximale.



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