overhang 堆积木 - 能伸出桌面多远?

来自University of WarwickMike Paterson星期二在Yao的理论计算机课堂上给了一个非常有趣的小讲座。

n个长度为1的砖块,叠起来能伸出桌面多远?(只考虑方块各平面都与桌面平行的情况)。

下面这种放法,很多人高中学物理的时候都见过吧?它用N个砖块伸出了大约1/2ln(N)。

20070412202939140

上面这种叠放方法称为Harmonic Stacks,但它是最优的吗?下面这个例子可以看出,在3个砖块,我们就已经能做的更好了。

20070413122130796

上面这个能继续往上堆么?很不幸

20070413123314578

下面这个也不行

20070412203007703

如果在上面再压很多砖块就可以了

20070412203054218

下面是一种叠放方法,可以做到大约O(lnN).

20070412203214750

但它也不是最优的,下面是20个和30个方块的最优叠放方法,它比上面的要好

20070412203239218

20070412203258531

下面是砖块数目比较少的时候的最优叠放方法。

20070412203126765

 

20070412203140218

不过说了这么多,上面的方法都只能做到ln(N)的量级,而下面这个方法可以用N个砖块,往前伸出 N^(1/3)的长度。

20070412203320187

而且,Mike Paterson及其合作者证明了,这种方法在量级上已经是最优的了!

Q.E.D., ©zhiqiang, 2007.04.13。请参考右边的相关文章列表。


  1. 貌似你发了两边
    最新文章

    * overhang 堆积木 - 能伸出桌面多远?
    * overhang 堆积木 - 能伸出桌面多远?
    我的rss reader也收到了两个通知。

  2. 其实从图形上看,我们一般人会想到最后一个是比较稳固的摆法,而且记得小时候玩积木就是这样,只是当时没有这么的积木供我们玩。遗憾。

  3. 太强了,我想知道他是怎么弄完这个庞大的研究的。
    一种一种情况计算的么?

  4. 佩服佩服
    收藏了 感觉自己的创造力已经枯竭了

  5. 还曾经费尽脑汁的解出过1/2ln(N)这个结果怎么就没有想想这是不是最优呢……
    呵呵

  6. 最后一种能不能镂空呢 ?记得以前堆麻将的时候试过

  7. Paterson也考虑了稳定性。上面这个例子,是局部不稳定的,但可以以很小的代价,弄成局部稳定的。

    镂空应该是不行的。要有足够的重量,才能压住两头,两头不会坍塌下去。

  8. 这个比较强,

    让人想到了模拟退火算法……

    不过这个东东,怎么和计算复杂性挂上钩的,Zhang-zi不厌其烦给大家阐释一下阿?

  9. 现在做研究题目都是靠抢的,这些researches一路扫过去,寸草不留啊,或者留下一些深埋地下,谁也啃不懂的千年老树根

    这玩意儿大致属于组合范围,跟理论计算机也算近亲吧。因为NP的难度主要便在于组合的难度上面。

  10. 这条留言本来是发到“提供分类RSS地址和分类邮件订阅”的,可是同样的操作,同样的email地址,发言的时候就是出错,在“作者”后红色字体显示“email is necessary”,说明原因Zhang-Zi能解决以下吗?

  11. 真棒。。 很有创新意识。按我的思维模式,就是第一种。
    看到最后一种真是佩服啊。。哎。。

  12. 其实不然。这个问题的内部约束条件,导致了非常奇异的积木布局,根本就不是直观能够想到的。直观想到的东西,可能就满足不了那个稳定
    或者最优条件。可以看看他的论文。

    那个最优化的证明,更是用了很深的数学知识。不是很容易就能想到的。他说第一个问题(找出最优方法)就花了差不多一年时间,而证明
    其最优,可能又是一年。

    做这些老树根题目,真的需要定心。

  13. 强,以前做过这个题,就是算出来开头那种方案就完了,也没有想过有没有更优的。确实开眼界了!

  14. 咱们学生和老师里面,谁愿意花一两年时间,将主要精力放在这样类似的问题上么?

    我不相信他一开始就想到了最后的造型。仅仅借着一点微弱的感觉,在未知的路上摸索这么久,没有兴趣支持,真是难以维持。

  15. 哪里能找到这个最优结果的证明?
    大概的证明思路是什么?

  16. Pingback: Si-World » Blog Archive » 关于堆砖块的一篇blog

  17. Pingback: overhang 堆积木 – 能伸出桌面多远? | 宇宙的心弦

  • 评论由多说提供支持。该系统支持使用微薄、人人网和QQ的账户登陆,由各自网站直接认证,不会泄露你的密码。
  • 登陆后可选择分享评论到所绑定的社交网络,如微薄、人人和QQ空间。
  • 评论无法修改。如需修改,请删除原评论重新提交。
  • 评论支持LaTeX代码,行内公式请用\(a+b=c\),行间公式请用\[a+b=c\]。公式只支持英文字符。
Loading...
Loading...
Loading...