Science >> Wetenschap >  >> Wiskunde

Alles inpakken voor de feestdagen:wetenschappers zien hoeveel veelvlakken er in een doos passen

Wetenschappers en wiskundigen zijn al lang geïnteresseerd in het probleem van het in een doos stoppen van veelvlakken. Dit probleem heeft toepassingen op verschillende gebieden, zoals verzending en opslag.

Een van de bekendste resultaten op dit gebied is het vermoeden van Kepler. Dit vermoeden stelt dat van alle regelmatige veelvlakken de dichtste pakking wordt bereikt door het kubusvormige rooster met het gezicht in het midden. In dit rooster wordt elk veelvlak omringd door 12 andere veelvlakken.

Het vermoeden van Kepler werd voor het eerst voorgesteld in 1611, maar werd pas in 1998 bewezen. Het bewijs, dat werd gepubliceerd in Annals of Mathematics, was meer dan 300 pagina's lang en was gebaseerd op een verscheidenheid aan wiskundige technieken.

Het vermoeden van Kepler is uitgebreid tot andere soorten veelvlakken, zoals convexe veelvlakken en veelvlakken van gelijk volume. Er zijn echter nog een aantal openstaande problemen op dit gebied. Het is bijvoorbeeld niet bekend wat de dichtste pakking is voor alle convexe veelvlakken.

Veelvlakken in een doos verpakken is een uitdagend probleem, maar ook een mooi en fascinerend probleem. Het is een probleem dat al eeuwenlang de aandacht van wetenschappers en wiskundigen trekt, en het zal waarschijnlijk nog vele jaren bestudeerd blijven worden.

Hier volgen enkele aanvullende details over het verpakken van veelvlakken in een doos:

- De dichtheid van een pakking wordt gedefinieerd als de verhouding tussen het volume van de veelvlakken en het volume van de doos.

- De dichtste stapeling van bollen wordt bereikt door het kubusvormige rooster met het gezicht in het midden. In dit rooster wordt elke bol omringd door twaalf andere bollen.

- De dichtste stapeling van kubussen wordt bereikt door het op het lichaam gecentreerde kubusvormige rooster. In dit rooster wordt elke kubus omringd door 8 andere kubussen.

- De dichtste pakking van tetraëders wordt bereikt door het eenvoudige kubieke rooster. In dit rooster wordt elke tetraëder omringd door 4 andere tetraëders.

- Het vermoeden van Kepler stelt dat van alle regelmatige veelvlakken de dichtste pakking wordt bereikt door het kubusvormige rooster met het gezicht in het midden. In dit rooster wordt elk veelvlak omringd door 12 andere veelvlakken.

- Het vermoeden van Kepler is uitgebreid naar andere typen veelvlakken, zoals convexe veelvlakken en veelvlakken met een gelijk volume. Er zijn echter nog een aantal openstaande problemen op dit gebied. Het is bijvoorbeeld niet bekend wat de dichtste pakking is voor alle convexe veelvlakken.