完美标尺
完美标尺的创造1910年,英国数学家杜德尼设计了一种标尺,标尺上任意两个刻度所测量的距离均不相等。这样尽量减少刻度,有效地标记刻度,避免在刻度之间产生多余的距离。
完美标尺的定义例如,一把6个单位长的标尺,上面只有2个刻度,却可以测量1-6的各段距离。我们把这个标尺称为“完美标尺”。当然,最小的完美标尺是长3个单位、1个刻度的标尺。(如左下图)
不过这个长7个单位的标尺因为不能测量5个单位的长度,所以不是完美标尺。是完美标尺么
-3,6个单位的完美标尺
完美标尺的研究杜德尼还研究出22个单位长,6个刻度的完美标尺(刻度位置在1,2,3,8,,13,,18和1,,4.,5,,12,,14,,20)。
22单位的两个完美标尺
后来,日本数学家研究出23个单位长、6个刻度(1,4 ,10 ,16 ,18 ,21)的完美标尺;俄国数学家研究了40个单位长、9个刻度(1, ,2 ,3 ,4 ,10 ,17 ,24 ,29 ,35)的完美标尺。
随着每种标尺的长度和刻度数的增加,寻找和证明最优标尺的工作变得越来越困难。目前最多已研究到21刻度,至于更多的刻度还在探索之中。可以说杜德尼标尺是趣味数学中最绝妙的难题之一。