5.10.25

Fit 11 Squares / 11 Quadrate ins Quadrat

Elf gleichgroße Einheitsquadrate sollen in ein größeres Quadrat (es hat eine Seitenlänge von knapp 3.9) gepackt werden. Wäre die Seitenlänge des Rahmens gleich 4, könnte man sogar 16 Einheitsquadrate einpacken. Aber so ist eine schöne, regelmäßige Packung nicht möglich, und wir müssen herumprobieren.

Bisher (Stand 2025) ist noch nicht klar, wie groß der kleinste quadratischer Rahmen mindestens sein muss. Der kleinste bisher gefundene Rahmen hat eine Seitenlänge von 3.8772. Bei einer nur minimal größeren Seitenlänge von 3.886 lassen sich sogar alle Elementarquadrate entweder achsenparallel oder um 45 Grad gedreht anordnen. Und mit etwas größeren Rahmen lassen sich auch symmetrische Anordnungen finden.

Wenn wir unser Puzzle mit 3D-Druck selber herstellen, können wir solche kleinen Größenunterschiede nicht wirklich beherrschen. Es kommt zu Toleranzen beim Druck, vielleicht sind die Ecken der Einheitsquadrate etwas abgerundet (dadurch werden die Diagonalen kürzer!), und die Ecken der Einheitsquadrate lassen sich vielleicht ein klein wenig in den Ramen drücken. Damit können wir gar nicht verhindern, dass das Puzzle mehrere Lösungen hat.

Gibt es auch "schöne" Lösungen, bei denen die Anordnung der Einheitsquadrate auch ästhetischen Ansprüchen genügt? Suchen Sie nach symmetrischen Anordnungen! Es gibt spiegelsymmetrische Lösungen sowohl mit der Symmetrieachse parallel zu einer Seite wie auch parallel zu einer Diagonalen.

Schwierigkeit: Mittelschwer, da es mehrere Lösungen gibt. Zwar gibt es für die kleinstmögliche Seitenlänge des Rahmens nur eine Lösung, aber die Lösungen mit den nächstkleinsten Rahmen benötigen nur etwas größere Seitenlängen. Mit den aus Kunststoff gedruckten Teilen sind deshalb mehrere Lösungen möglich.  

3D-Druck: Das Modell von CreativeMinerX mit der Lizenz CC BY-NC findet man auf Thingiverse.

Mehr Infos:
[2] Walter Stromquist: Packing 10 or 11 Unit Squares in a Square, The Electronic Journal of Combinatorics 10 (2003)



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