五边形的铺砌问题,是寻找这样的五边形——用这种五边形的全等图形铺满整个平面,既不重合,又不留下空隙。 五边形的铺砌问题,曾经在美国数学界和业余的数学爱好者之间引起空前的广泛讨论。现在各种高端的数学理论,却对这类简单的问题无计可施。要回答这类问题,智慧、机遇、勤奋缺一不可。即便如此,目前所发现的满足要求的五边形还不到20种,正是可遇而不可求。 这里,我来把前人的发现简单地介绍一下。

2、 我们不考虑非凸的多边形,因为非凸多边形铺砌问题过于复杂,而且可行方案也很多。比如下图:凹十二边形铺砌平面。

4、 Reinhardt当年还给出了五种能够铺砌平面的凸五边形。 1968年,Kershner另外三种凸五边形。 1975年,美国数学家Martin Gardner在《科学美国人》的“数学游戏”专栏里写了一篇文章——《论用凸多边形铺砌平面》,把这八种凸五边形列举出来了。下面介绍一下这八种凸五边形。 我们有必要认识一下马丁·加德纳!









2、 很快,数学家D·Schattschneider指出,Richard James发现的凸五边形应该归属于第九种(继前面提到的八种之后):A=90°,B+E=180°,2D-B=180°,2C+B=360°,AE=AB=BC+DE。

Marjorie的成果展示
1、 Marjorie Rice在读她儿子订阅的杂志的时候,巧遇了马丁·加德纳的这篇文章,然后她就被深深地吸引住了——她说,去寻找新的五边形,那该是多么有趣的事情啊! 当她专心致志地研究该问题的时候,竟然自创了一种专用符号(看下面的截图),使得观察图形的时候,方便了很多。

2、 1976年2月,Marjorie发现了一种新的五边形,它满足:2E+B=2D+C=360°,EA=AB=BC=CD。

3、 Marjorie经过实践操作发现,同一种凸五边形可能有多种铺砌法。她在综合考察这前十种满足要求的凸五边形以后,找到了58种铺砌方法。 下图,就是第一种凸五边形的另一种铺砌方法:



