凸多边形密铺工坊 · Convex Tiles | 九章格数学 PhiloMath
十五种五边形的百年狩猎
什么样的一块凸多边形,能用全等副本铺满整个平面?三角形和四边形:全都行。六边形:恰好三族。七边及以上:永不可能。于是整个问题收束成一个焦点——凸五边形。1918 年 Reinhardt 找到前五型并断言「到此为止」,此后近百年里,这个断言被一位又一位业余与专业猎手一次次推翻:专栏读者、家庭主妇、计算机,各贡献了新的一型,直到 2017 年 Michał Rao 用计算机穷举证明:15,就是终点。本页 18 族的每一块瓦与整幅拼片,都由移植的装配引擎实时求解,并与 Python 参考实现逐顶点对拍。
瓦片图鉴 · 15 型五边形 + 三件古董
每张卡片:一块瓦(如实测边长角)、它的拼装单元(虚线平行四边形 = 平移晶格的原胞,沿 dx、dy 平移即铺满平面)、族条件与发现者。15 型之外再添三件「古董」:任意三角形、任意四边形与中心对称六边形——它们是密铺问题的地基。点卡片进探究器亲手调参。
形态探究器 · 拖动滑杆,看一族五边形如何变脸
每型五边形由若干角度 / 边长参数刻画(族条件已内置于构造)。拖动滑杆,引擎实时重解闭合方程、重排拼装单元、重铺晶格。若某参数组合不再是凸五边形,页面会提示并保留上一幅——边界之外正是「非凸」的世界。