米珊的關卡:摺紙數學

by MRPC

米珊(喬湲湲飾)在第一關中,要從大量的紙張中找出能摺成兔子的摺紙。她顯然沒有時間一張一張摺。難道這也有對應的數學解法?

題目內容

這兩張紙,哪一張有機會摺出東西來?

數學原理

對於摺紙,我們其實有一套完整的摺紙數學。這其中有一個相對簡單的川崎定理,其內容如下:

單點摺痕圖要能摺成平面,當且僅當其奇數區域的角度和恰為180度。

解題過程

舉例來說,左邊的摺痕圖,其橘色區域的角度和是180,綠色區域的角度和也是180,因此它可以摺成平面。同理計算,可知右圖是不可能摺成平面的。

延伸應用

摺紙數學的最直觀應用當然就是摺紙;事實上,摺紙數學是導致摺紙藝術革命的重要成因 (俗稱「昆蟲戰爭」)。有興趣的人可以參考此領域的大師Robert Lang在TED的演講

例如這種極端困難的摺紙藝術就和計算摺紙有關

但這還有更廣泛的應用,例如怎麼把太陽能板摺進人造衛星裡面。有興趣的人也可以參考李國偉與嚴志弘老師的演講