Задача о покрытии полосками — классическая задача комбинаторной геометрии . В простейшем случае звучит так:

Доказать, что круг диаметра ${\displaystyle d}$ нельзя покрыть полосками с общей шириной меньше ${\displaystyle d}$ .

Задача о покрытии полосками известна как пример задачи, в которой при решении удобно перейти к рассмотрению высших размерностей.

О доказательстве

В трёхмерном варианте задачи вместо полосок берутся области между параллельными плоскостями. Решение этого варианта задачи легко следует из того, что площадь боковой поверхности шарового слоя зависит только от его высоты. В частности, сферу нельзя покрыть слоями с общей толщиной, меньшей диаметра сферы, а значит, нельзя и шар.

Из этого наблюдения немедленно следует двумерный случай. Это решение было предложено Гуго Штейнгаузом .

Вариации и обобщения

• В 1932 году Тарский выдвинул гипотезу, что если выпуклую фигуру можно покрыть полосками с общей шириной 1, то её можно покрыть одной полоской ширины 1. Утвердительный ответ получен Тёгером Бангом в 1951 году.

• Следующий вариант задачи про относительную ширину полосок был предложен Бангом:

Предположим, выпуклое тело ${\displaystyle K}$ покрыто конечным числом полосок с ширинами ${\displaystyle w_{1},\dots ,w_{n}}$ , и ${\displaystyle v_{1},\dots ,v_{n}}$ есть ширины ${\displaystyle K}$ в соответствующих направлениях. Доказать, что

${\displaystyle {\frac {w_{1}}{v_{1}}}+\dots +{\frac {w_{n}}{v_{n}}}\geq 1.}$

См. также

• Теорема Монжа — другой классический пример утверждения в доказательстве которого полезно повысить размерность пространства.

Примечания

Литература

• И. М. Яглом. (рус.) // Матем. просв., сер. 2. — 1957. — № 1 . — С. 214—218 .
• R. Alexander. (англ.) // The American Mathematical Monthly. — 1968. — Vol. 75 , no. 5 . — P. 482—487 .
• Bezdek, Károly. Tarski’s plank problem revisited // Geometry—intuitive, discrete, and convex. — 2013. — С. 45—64 .
• Gardner, Richard. Relative width measures and the plank problem (англ.) // Pacific Journal of Mathematics. — 1988. — Vol. 135 , no. 2 . — P. 299—312 .
• Bang, Thøger (1950), "On covering by parallel-strips.", Mat. Tidsskr. B. : 49—53
• Bang, Thøger (1951), , Proc. Amer. Math. Soc. , 2 (6): 990—993, doi : {{ citation }} : Указан более чем один параметр |DOI= and |doi= ( справка )