■展開図の問題(その10)

[参]ドメイン&オルーク「幾何的な折りアルゴリズム<リンケージ,折り紙,多面体>」上原隆平訳,近代科学社

には,以下のような例が紹介されている.

[1]複数の箱が折れる展開図

 2通りの箱が折れる展開図は存在するだろうか.1999年,ビードルは2つの解(1×1×5の箱と1×2×3の箱が折れる展開図)を得た.

[2]2通りの直方体を折ることのできる多角形

 2008年,上原隆平先生は2通りの箱が折れる展開図は無限に存在することを証明した.たとえば,1×1×{2(j+1)(j+1)+3}の箱と1×j×(4k+5)の箱が折れる展開図が存在する.(2000個以上の解を発見した.)

[3]3通りの直方体を折ることのできる多角形

 2012年,(体積が0でない)異なる箱を3種類折れる展開図も無限個存在することが証明されている.

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 直方体の3辺に長さをa≦b≦cとすると,表面積は2(ab+bc+ca),

 これに関連してクリスマス・リボン問題を紹介したい.

[Q]同じ長さのリボンで,形は異なるが同じ体積の直方体の箱を梱包する仕方を求めよ.

[A]x+y+z=X+Y+Z,xyz=XYZとなる整数を求めよという問題に帰着される.

[1](6,6,1),(9,2,2)

   積36,和13

[2](20,15,4),(20,10,5),(25,8,6)

   積1200,和39

[3](54,50,14),(63,40,15),(70,30,18),(72,25,21)

   積37800,和118

[4](90,84,11),(110,63,12),(126,44,15),(132,35,18),(135,28,22)

   積83160,和185

[5](196,180,24),(245,128,27),(252,120,28),(270,98,32),(280,84,36),(288,70,42)

   積846720,和400

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