多面体、图与数论

VectorPaint 欧氏铺方:把八十四乘三十分成七块整数正方形

逐次取最大正方形,核二三十、一二十四和四六的尺寸、余条方向、面积及最大公度六。

本课把八十四乘三十的矩形依次取出当前能放入的最大正方形,用图形对应欧几里得算法的商与余数。面积覆盖和最大公度是两个需要分别核对的结论;VectorPaint只组织静态分块,不假设它能自动铺排或求最大公因数。

先定长宽与统一单位比例

纸面把外矩形设为横向八十四、纵向三十,原点在左下,画布选一千八百乘一千二百,每单位十五。外框显示宽一千二百六十、高四百五十,周围留尺寸线空间。先建外框、分块边、块号与算式层,标单位为自定义长度而非实物毫米。参照欧几里得第七卷公度算法理解以较小量测较大量的过程,本例用整数矩形和方块解释,不声称是材料切割方案或已验证的加工尺寸。

第一步取两块三十方

八十四除三十得商二余二十四,所以从左边依次放两块三十乘三十正方形,A块横范围零到三十,B块三十到六十,纵范围都零到三十。剩余条在右边,横六十到八十四、纵零到三十,宽二十四高三十,不能误写成高二十四宽三十后仍留在右侧。两块的共边三十处只画一次,A和B各自可有不同浅填色,外轮廓与数值都以原比例为准,不因颜色宽窄改变块尺寸。

第二步从余条取二十四方

在宽二十四高三十的余条里,三十除二十四得商一余六。把C块放在横六十到八十四、纵零到二十四,恰为二十四方;剩下一条顶端横带,横六十到八十四、纵二十四到三十,宽二十四高六。方向从前一步竖条变成横带,算法量也由八十四与三十换成三十与二十四。标出本步分界横线只覆盖右侧余条,不能横穿A和B后把它们也分裂成额外块,否则七块计数将被悄悄改变。

第三步把六高横带分四方

二十四除六恰得四余零,将横带按六为宽依次分D、E、F、G四块,横范围分别六十至六十六、六十六至七十二、七十二至七十八、七十八至八十四,纵范围都二十四至三十。每块六乘六,四块共二十四,正好封住余条。零余数表示这一轮量尽,不能再画一块零宽正方形或继续寻找更小的非零余条。格上可以写六,不必把同一个六重复挤在四条边上;清楚的尺寸总线比密集数字更便于复核。

把商二一四与七块逐项对应

在图下依次写八十四等于二乘三十加二十四,三十等于一乘二十四加六,二十四等于四乘六加零。商二一四分别对应三十方两块、二十四方一块、六方四块,相加为七块;不是说所有七块都边长六,也不是把商相乘得八块。最后非零余数六是八十四与三十的最大公因数,可核八十四除六得十四、三十除六得五。十四和五是原矩形以六为单位的长宽,不是本次贪心铺方的块数。

用面积与边界两种账本核覆盖

总面积八十四乘三十为二千五百二十;两块九百加一块五百七十六加四块三十六,也等于二千五百二十。面积相等仍要配合坐标范围,防止一边重叠一边缺口恰好抵消。若算边界,七方周长总和四百三十二,而外矩形周长二百二十八,差二百零四来自内部共边被算两次,内部独立共边长一百零二。不能把四百三十二当外框周长。先沿外框一周检查没有缺口,再按内部六条分隔位置核共享关系。

排查余数误写与整体拉伸

若第一步把余数写十四,右侧条就只能覆盖横六十到七十四,外框余十长度会暴露错误。若第二步顶带高度写二十四,检查是否把商除法中的余数六与当前小边二十四混淆。调整版面时整组等比缩放,不只拉宽某块让标注塞下,否则正方形变矩形。图中线宽不作为切缝损耗,所有接触是零厚度数学边界;要做真实材料裁切需另设工艺数据,本课未提供,也不从静态拼图推断实际可用尺寸。

重开按三等式与七块验收

保存退出再重开,先隐藏尺寸答案,沿坐标边界找出A到G七块,再写二一四三个商和二十四、六、零三个余数。核最后公度六,以及七方总面积二千五百二十、外周长二百二十八,确认内部边未算进外框。打开最终输出,检查顶带四块的短分隔线和自定义数学单位说明,未检查格式保持未验证。完成标准是别人能按等式重建同一排法,区分最大公度、方块数量与长度单位;不要求把这套贪心图误称所有铺法中块数最少的证明。

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资料核对:2026 年 11 月 14 日,VectorPaint 公开版本 1.0.8,最低要求 iOS / iPadOS 17.0。范围参照官方 App Store与Apple 公开查询。手工练习使用安装版本实际可见入口;外部演算、文字记录与示意不代表内置自动分析。本文没有逐项真机、私人文件或全部导出环境实测声明。