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La "cubiture" de la sphère

Posté par
dpi
15-05-21 à 07:19

Bonjour à tous,
Un petit exercice sympa

Soit une sphère de diamètre 102
On dispose de petits cubes unité.
Combien la sphère peut-elle en contenir?

Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 08:18

Pas trop d'amateurs
Pourtant la réponse est loin d'être évidente ....

Posté par
carpediem
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 08:51

salut dpi

je dirai plutôt

dpi @ 16-05-2021 à 08:18

Pas trop d'amateurs
Pourtant parce que la réponse est loin d'être évidente ....


il est "relativement aisé" avec un pavage cubique de donner un encadrement de ce nombre de cubes mais déterminer exactement le nombre de cubes me semble bien compliqué

l'encadrement le plus grossier étant donné par les cubes inscrit et exinscrit de cette sphère

ensuite vu la valeur réelle du diamètre alors avec une bonne figure on arrondira convenablement ...
pour travailler plus finement il faut ensuite mettre les mains dans le cambouis !!!

Posté par
royannais
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 09:53

Bonjour et merci pour cette énigme

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Posté par
royannais
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 10:54

Désolé, je viens de découvrir une erreur

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Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 11:33

>carpediem
La réponse évidente est celle de royannais, mais il faut effectivement se mettre les mains dans le cambouis pour trouver mieux (en utilisant les angles ) en sachant que lalimite haute est 1481.

>royannais
on peut faire mieux

Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 11:37

Pour le moment

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Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 18:41

Bonsoir,
Nous devons en rester là  ....

On pourrait croire que 8 cubes pourraient tenir tangents entre le cercle rouge
et le cercle bleu ,mais pour cela il faudrait au moins que l'arc mesure 8 ce qui
n'est pas possible voir démo.

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Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 19:07

Bonjour,

1) il ne s'agit pas de mettre des carrés dans un cercle !! c'est faux.

2) même simplement empiler des carrés dans un cercle (en 2D, la "carriture du cercle", vu que le mot quadrature est déja employé pour dire autre chose)
se heurte à des difficultés atroces :

par exemple mettre 6 carrés dans le plus petit cercle possible on pense (ce n'est toujours pas démontré !!) que on doit les mettre ainsi

La  cubiture  de la sphère

et c'est de plus en plus pire quand on augmente le nombre de carrés
avec 8 carrés c'est ça :

La  cubiture  de la sphère
(source "Packing Center" )

en 3D il y a très peu de tentatives
des cubes dans un cube, des sphères dans un cube, on trouve de la littérature
mais des cubes dans une sphère, je n'ai rien trouvé la dessus ...

en tout cas :

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Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 20:25

Je savais cette histoire de foisonnement désordonné...
Mais ici si on pose sur un cube  formé par 1000 cubes-unité sur chacune des  6 faces
une couche de 49 et une couche de 4 on obtient  1318 cubes entant dans la sphère
de rayon 52.
Sans preuve du contraire ,je maintiens ce nombre.

Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 16-05-21 à 21:15

ta dernière couche dépasse en 3D

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Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 07:17

Merci mathafou ,désolé royannais.
Il faut se priver de la dernière couche donc 1294  (---pour le moment).
C'est l'effet "véranda"

La  cubiture  de la sphère

Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 08:08

Bonjour,
c'est même pire
même ta première couche dépasse !!

et d'ailleurs le prétendu cube de 1000 cubes unité dépasse largement en 3D

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Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 11:23

Donc
Cet exercice mérite bien une expertise  des ténors...
La question reste :combien de cubes dans la fameuse sphère?

Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 14:08

en empilant des couches successives :

la vue en coupe des couches :

La  cubiture  de la sphère

chacune devant en plan représenter un remplissage du cercle supérieur de cette couche par des carrés

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Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 14:20

un exemple de gain tiré directement du Packing Center :

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Posté par
lake
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 14:26

Bonjour mathafou,

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Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 14:50

une autre amélioration pas trop dure

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Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 14:55

Bonjour lake

(pas la peine de blanker pour ça)
géométrie descriptive ou pas, "voir" correctement des cubes dans l'espace avec des inclinaisons irrationnelles ... brrr.
(le pendant en 3D des inclinaisons de mon message de 16-05-21 à 19:07)

Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 17-05-21 à 15:12

J'espère que royannais suit l'affaire ,ma lus grande surprise est pour le cube 1000
qui semblait  une bonne base,mais les tranches sont imparables .
Je comprends aussi "les mains dans le cambouis" de carpediem

Posté par
mathafou Moderateur
re : La "cubiture" de la sphère 19-05-21 à 08:12

Bonjour,

en ajoutant encore quelques améliorations au placement des cubes dans chaque couche j'arrive à 1130 cubes.
en gardant les cubes "à plat" et sans interpénétration des couches (ça compliquerait énormément)

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Posté par
dpi
re : La "cubiture" de la sphère 19-05-21 à 14:57

Bien vu Mathafou ,peut-être  que tu pourras publier cette étude qui au départ
paraissait naïve.



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