■オイラーのレンガとヘロン四面体(その3)

 5つの正方形を辺同士くっつけた2次元図形(ペントミノ)は12種類(FILNPTUVWXYZ)ある.TUVWXYZFILPN(T−Zフィリピン)と憶えるとよい.これらを組み合わせると,3×20,4×15,5×12,6×10の長方形に配列することができる.

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[Q]5つの立方体を面同士結合ペンタキューブには29種類ある.29種類のペンタキューブでは直方体を作ることはできないことを示せ.

[A]辺の長さがa,b,cの直方体は体積がであるから,最低でも3つの素因数をもつ.しかし,29種類のペンタキューブの体積は5・29で,素因数が2つしかない.

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[Q]縦にk個,横にl個,高さm個の任意の直方体B(k,l,m),たとえば,B(5,7,15)が3種類のブロック

  B1=立体テトロミノ(1−3)

  B2=平面テトロミノ(1−2−1)

  B3=立体テトロミノ(1−1−3)

から作れることを示せ.

[A]

 B(2,2,2)=2B1

 B(2,3,2)=2B1+B2

 B(2,3,3)=2B2+2B3

 B(3,3,3)=2B1+B2+3B3

 任意の2以上の整数は2の倍数と3の倍数の和で表せるので,直方体B(k,l,m)を8種類の小直方体に分解できる.

 B(2,2,2)

 B(2,3,2)=B(3,2,2)=B(2,2,3)

 B(2,3,3)=B(3,2,3)=B(3,3,2)

 B(3,3,3)

よって,この4種類のブロックの組み合わせによって,任意の直方体B(k,l,m)を作ることができる.

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