旋转三个菱形,能得到所有六边形铺法吗?

原标题Can Rotating Three Tiles Reach Every Hexagon Tiling?

一个一分钟的数学谜题:简单的局部旋转,能否连接六边形的所有菱形铺法?

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3Blue1Brown
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2024年11月13日
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摘要

30 秒看懂

3Blue1Brown 提出一个六边形铺砖谜题:将组成小六边形的三个菱形一起旋转,然后问反复操作能否连接所有合法铺法。短视频提出问题并指向长视频,没有给出答案。

  1. 1构造铺法用角度为 60° 和 120° 的相同菱形铺满一个六边形。
  2. 2旋转局部六边形三个菱形组成的小六边形可以整体旋转 60°。
  3. 3提出可达性问题能否通过一系列这样的操作,将任何一种铺法变成另一种?

要点建议

  1. 大六边形由全等的 60°、120° 菱形铺成。
  2. 组成小六边形的三个菱形可以旋转 60°,得到新的铺法。
  3. 谜题问这些局部操作能否连接所有铺法;短视频没有给出答案。
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01

菱形和旋转操作

大六边形用菱形铺满。组成小六边形的三个菱形可以一起旋转。

用菱形铺成的六边形
幻灯片 1 / 2用菱形铺成的六边形每块砖的角度为 60° 和 120°。

这里有一个铺砖谜题。先取一个六边形,其边长是小砖块边长的整数倍,再用全等菱形将它铺满,每块菱形的角分别为 60° 和 120°。

局部旋转
幻灯片 2 / 2局部旋转三个菱形构成的小六边形可以旋转,形成不同的排列。

当三个菱形组成一个较小的六边形时,将这个小六边形旋转 60°。这会产生一种不同的局部铺法,也可能出现原先没有的小六边形,使得更多旋转成为可能。

02

问题

谜题问任意两种铺法之间是否都能互相到达。短视频指向一部讲解关键思路的长视频。

只使用这些操作,是否总能将大六边形的任意一种铺法变成另一种?短视频把问题留给观众,并指向一部包含多个意外解法的长视频。讲解者暗示,换一种方式看图形就能发现关键思路。

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