直方体の直方体分割                       戻る

 当HPの読者のHN「数々の和」さんより、平成24年12月1日付けで標記話題をメールで
頂いた。掲載が遅れましたこと、お詫び申し上げます。

 準備1:「長方形を3個以上の長方形に分割して、そのうち一部をくっつけても長方形になら
      ないようにすることはできるか。」

 答え、簡単にできます。
                  

 これの3次元化を考えました。

準備2:「直方体を3個以上の直方体に分割して、そのうち一部をくっつけても直方体にならな
     いようにすることはできるか。」

答え、平面の場合に高さをつけるだけで簡単にできます。

              

 そこで条件を強めます。

問 題

 直方体を3個以上の直方体に分割して、そのうち一部をくっつけても角柱にならない
ようにすることはできるか。


(角柱とは多角形に一定の厚みを加えた立体のことです。例えば、直方体は角柱です。底面
が穴のあいた多角形である場合も角柱に含めます。)

 できるのなら、その方法を知りたいし、できないのならその証明が知りたいのですが、どな
たか助けてください。


(コメント) 問題の趣旨がよく分からないのですが、3次元の場合の図形で高さを不揃いにし
      たもので駄目なんですかね?


 数々の和さんからのコメントです。(平成24年12月31日付け)

 コメントの意味がよくわかりません。問題及びすぐ後の「角柱とは…」の説明で誤解が生じ
るとは思えないのですが...。「3次元の場合の図形で高さが不揃いにしたもの」?残りの
部分を直方体だけをくっつけていって、途中で「角柱」にならないようにして最後に直方体が
完成できればいいですが...。

 例えば、底面が1×2の長方形で高さが4の直方体Aと底面が1×3の長方形で高さが5の
直方体Bを底面を同じ平面に置き、Aの1×4の側面とBの1×5の側面をくっつけると、一見
高さが不揃いに見えますが、見方を変えるとこの立体は底面が二つの長方形がくっついた
高さが1の角柱です。ですから、直方体をn個に分割した場合、別れたn個の直方体の(分
離していない)任意の2個以上(n−1)個以下をくっつけた中に、どの方向から見ても高さが
不揃いであるという状態を維持して最後のn個目の直方体をくっつけると元の直方体が完
成してくれればいいのです。

 これでお分かりいただけたでしょうか。ただ、この問題が肯定的に解決しても、否定的に解
決できても、その表現方法が難しいと思います。立体図形の場合のいい表現方法はないで
しょうか。