Empaquetado de círculos en un cuadrado

El empaquetado de círculos en un cuadrado es un problema de empaquetado propio de la matemática recreativa, donde el objetivo es empaquetar n circunferencias unidad en el cuadrado más pequeño posible. De manera equivalente, el problema es organizar n puntos en un cuadrado unitario con el objetivo de obtener la mayor separación mínima dn entre los puntos.[1]​ Para hacer equivalentes estas dos formulaciones del problema, el lado del cuadrado en el que se alojan los círculos unitarios será L = 2 + 2/dn.

Soluciones

Se han calculado soluciones (no necesariamente óptimas) para cada N ≤ 10.000. A continuación se muestran las soluciones[2]​ hasta N =20.[2]​ El empaquetamiento de cuadrados obvio es óptimo para 1, 4, 9, 16, 25 y 36 círculos (los seis enteros cuadrados más pequeños), pero deja de ser óptimo para cuadrados más grandes a partir de 49 en adelante.[2]

Número de círculos (n) Lado del cuadrado (L) dn[1] Densidad (n/L2) Figura
1 2 0.25
2
≈ 3.414...

≈ 1.414...
0.172...
3
≈ 3.931...

≈ 1.035...
0.194...
4 4 1 0.25
5
≈ 4.828...

≈ 0.707...
0.215...
6
≈ 5.328...

≈ 0.601...
0.211...
7
≈ 5.732...

≈ 0.536...
0.213...
8
≈ 5.863...

≈ 0.518...
0.233...
9 6 0.5 0.25
10 6.747... 0.421... A281065 0.220...
11
≈ 7.022...
0.398... 0.223...
12
≈ 7.144...

≈ 0.389...
0.235...
13 7.463... 0.366... 0.233...
14
≈ 7.732...

≈ 0.349...
0.226...
15
≈ 7.863...

≈ 0.341...
0.243...
16 8 0.333... 0.25
17 8.532... 0.306... 0.234...
18
≈ 8.656...

≈ 0.300...
0.240...
19 8.907... 0.290... 0.240...
20
≈ 8.978...

≈ 0.287...
0.248...

Empaquetado de círculos en un rectángulo

También se ha investigado el empaquetado denso de círculos en rectángulos.[3][4]

Véase también

Referencias

  1. a b Croft, Hallard T.; Falconer, Kenneth J.; Guy, Richard K. (1991). Unsolved Problems in Geometry. New York: Springer-Verlag. pp. 108–110. ISBN 0-387-97506-3. 
  2. a b c Eckard Specht (20 de mayo de 2010). «The best known packings of equal circles in a square». Consultado el 25 de mayo de 2010. 
  3. Lubachevsky, Boris D.; Graham, Ronald L. (2009). «Minimum perimeter rectangles that enclose congruent non-overlapping circles». Discrete Mathematics (Elsevier BV) 309 (8): 1947-1962. ISSN 0012-365X. S2CID 783236. arXiv:math/0412443. doi:10.1016/j.disc.2008.03.017. 
  4. Specht, E. (2013). «High density packings of equal circles in rectangles with variable aspect ratio». Computers & Operations Research (Elsevier BV) 40 (1): 58-69. ISSN 0305-0548. doi:10.1016/j.cor.2012.05.011.