問題11 (C-Dさん)

縦2cm、横168cmの長方形から、直径1cmの円をできるだけ多く切り取りたいと思います。
ふつーに考えると336個が限界のように思えますが、実は337個以上の円を切り取ることが可能です。

切り取る方法を簡単に説明した上で、実際に337個以上の切り取りが可能であることを証明してください。



C-Dさんの模範解答(一部加筆)

 まず円を3つ組にして、その中心を結ぶとが長さ2の正三角形となるようにします。
 次にその組を、上の図のように1組目は上辺に2つの円が接するように、2組目は
下辺に2つの円が接するように、…と交互に配置していきます。
ここで左端の円を無視して、図の6個の水色の円を“1周期”とみます。
すると、いろいろごちゃごちゃ計算すると、1周期の横の長さがおよそ
2.98197cmであることがわかります。(円の中心を結んで正三角形ができる
ところに着目して三平方の定理で求められます。 近似値を求めるのは
電卓で…)計算は省略します。(*^_^*)
で、168=1+2.98197×56+0.00968ですから、
最後の方の図も描いてみると、この長方形から、1+56×6=337個の円を
切り取ることができます。