折纸数学
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折纸数学是指对折纸艺术从数学的角度加以研究。比如,研究某个特定的纸模型的可展性(研究该模型是否可以摊平而无须把它弄破)以及使用折纸来解数学方程。
某些经典几何作图问题例如三等分角,或者将立方体的体积扩大一倍(倍立方)等问题都被证明为尺规作图不可能解决的。但是它们可以通过几个折纸步骤加以解决。一般地,折纸可以通过作图求解不超过4次的代数方程。藤田—羽鸟公理集(Huzita-Hatori axioms,以日本数学家藤田文章和羽鸟公士郎[1]命名)是这一领域的重要研究成果。
作为利用几何概念对折纸进行研究的结果,Haga定理可以用来把纸的一边精确地三等分、五等分、七等分和九等分。其他定理则允许我们从正方形折出其它图型,例如等边三角形、正六边形、正八边形以及特定的矩形比如黄金矩形和白银矩形等。
从带有折痕的平纸重新折出原来的形状这一问题已被Marshall Bern和Barry Hayes证明为NP完全问题[2]。其它技术上的结果在《几何折纸算法》一书第二部分有更详细的介绍。[3]
对一张纸不断对折,其损失函数为,这里 L 代表纸张的最小长度,t 代表纸张厚度,n 代表折叠次数。这个函数是Britney Gallivan在2001年(那时候他还是个高中学生)提出的,他能把一张纸对折12次。之前人们一直以为不管多大的纸最多只能对折8次。
参考
- ^ [https://origami.ousaan.com/indexj.html K's �܂莆]. origami.ousaan.com. [2020-11-25]. (原始内容存档于2017-07-03). 参数
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值左起第5位存在替换字符 (帮助) - ^ The Complexity of Flat Origami (Extended Abstract) (1996). [2007-08-27]. (原始内容存档于2007-10-17).
- ^ Demaine, Erik; O'Rourke, Joseph, Geometric Folding Algorithms: Linkages, Origami, Polyhedra, 剑桥大学出版社, 2007年7月 [2021-12-19], ISBN 978-0-521-85757-4, (原始内容存档于2021-02-27)
外部链接
- Origami Mathematics Page by Dr. Tom Hull
- Rigid Origami by Dr. Tom Hull
- Origami & Math (页面存档备份,存于互联网档案馆) by Eric M. Andersen
- Paper Folding Geometry at cut-the-knot
- Dividing a Segment into Equal Parts by Paper Folding at cut-the-knot
- Britney Gallivan has solved the Paper Folding Problem
- Folding Paper - Great Moments in Science - ABC (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Origami Crease Pattern Design Proved NP-Hard (页面存档备份,存于互联网档案馆)