View source for यूलर ईंट

{{short description|Cuboid whose edges and face diagonals have integer lengths}}
[[गणित]] में, एक '''ऑयलर ईंट''', जिसका नाम '''<small>[[लियोनहार्ड ऑयलर]]</small>''' के नाम पर रखा गया है, एक [[आयताकार घनाभ]] है जिसके [[किनारों]] और [[फलक विकर्णों]] की लंबाई पूर्णांक होती है। एक '''अभाज्य ऑयलर ईंट''' एक ऑयलर ईंट होती है जिसके किनारे की लंबाई [[सापेक्षतः अभाज्य]] होती है। एक '''<small>[[पूर्ण ऑयलर ईंट]]</small>''' वह है जिसका अंतरिक्ष विकर्ण भी एक पूर्णांक हो, लेकिन ऐसी ईंट अभी तक नहीं मिली है।
[[File:Euler_brick.svg|right|399x199px|अंगूठा|किनारे वाली यूलर ईंट {{math|''a'', ''b'', ''c''}} और विकर्णों का सामना करें {{math|''d'', ''e'', ''f''}}]]

== परिभाषा ==
ज्यामितीय पदों में ऑयलर ईंट की परिभाषा डायोफैंटिन समीकरणों की निम्नलिखित पद्धति के समाधान के बराबर है:
:<math>\begin{cases} a^2 + b^2 = d^2\\ a^2 + c^2 = e^2\\ b^2 + c^2 = f^2\end{cases}</math>
जहाँ {{math|''a'', ''b'', ''c''}} किनारे हैं और {{math|''d'', ''e'', ''f''}} विकर्ण हैं।

== गुण ==

* यदि {{math|(''a'', ''b'', ''c'')}} एक समाधान है, तो {{math|(''ka'', ''kb'', ''kc'')}} भी किसी भी (''k'')का एक समाधान है। अतः,[[परिमेय संख्याओं]] में समाधान पूर्णांक समाधानों के सभी पुनर्विक्रय हैं। किनारे-लंबाई {{math|(''a'', ''b'', ''c'')}}के साथ एक ऑयलर ईंट को देखते हुए, त्रिक {{math|(''bc'', ''ac'', ''ab'')}} भी एक ऑयलर ईंट बनाता है।<ref name=Sierpinski>[[Wacław Sierpiński]], ''[[Pythagorean Triangles]]'', Dover Publications, 2003 (orig. ed. 1962).</ref>{{rp|p. 106}}

* ''अभाज्य'' ऑयलर ईंट का ठीक एक किनारा और दो फलक विकर्ण विषम होते हैं।

* ऑयलर ईंट के कम से कम दो किनारे 3 से विभाज्य होते हैं।<ref name=Sierpinski/>{{rp|p. 106}}

* ऑयलर ईंट के कम से कम दो किनारे 4 से विभाज्य होते हैं।<ref name=Sierpinski/>{{rp|p. 106}}

* ऑयलर ईंट का कम से कम एक किनारा 11 से विभाज्य है।<ref name=Sierpinski/>{{rp|p. 106}}

== उदाहरण ==
1719 में [[पॉल हल्के|पॉल हाल्के]] द्वारा खोजी गई सबसे छोटी ऑयलर ईंट के किनारे {{math|(''a'', ''b'', ''c'') <nowiki>=</nowiki> (44, 117, 240)}} और फलक विकर्ण {{math|(''d'', ''e'', ''f'' ) <nowiki>=</nowiki> (125, 244, 267)}} हैं।<ref>''[https://books.google.com/books?id=S8SBBRNbj6cC&dq=smallest+Euler+brick%2C+discovered+by+Paul+Halcke&pg=PT219 Visions of Infinity: The Great Mathematical Problems]'' By Ian Stewart, Chapter 17</ref> किनारे {{math|(''a'', ''b'', ''c'')}} - फलक विकर्ण {{math|(''d'', ''e'', ''f'')}} के रूप में दिए गए कुछ अन्य छोटे ''प्राथमिक'' समाधान नीचे हैं:
[[File:Euler_brick_examples.svg|thumb|400px|1000 से कम आयामों वाली सभी पांच अभाज्य ऑयलर ईंटें]]:{| style="border-collapse:collapse;text-align:right;white-space:nowrap;"
|(|| 85,|| 132,|| 720||) — (|| 157,|| 725,|| 732||)
|-
|(||140,|| 480,|| 693||) — (|| 500,|| 707,|| 843||)
|-
|(||160,|| 231,|| 792||) — (|| 281,|| 808,|| 825||)
|-
|(||187,||1020,||1584||) — (||1037,||1595,||1884||)
|-
|(||195,|| 748,||6336||) — (|| 773,||6339,||6380||)
|-
|(||240,|| 252,|| 275||) — (|| 348,|| 365,|| 373||)
|-
|(||429,|| 880,||2340||) — (|| 979,||2379,||2500||)
|-
|(||495,||4888,||8160||) — (||4913,||8175,||9512||)
|-
|(||528,||5796,||6325||) — (||5820,||6347,||8579||)
|}


== सूत्र बनाना ==

यूलर ने समस्या के कम से कम दो [[पैरामीट्रिक समाधान|प्राचलिक समाधान]] खोजे, लेकिन दोनों में से कोई भी सभी समाधान नहीं देता।<ref>{{mathworld|urlname=EulerBrick|title=Euler Brick}}</ref>

[[निकोलस सौंडरसन|सौंडरसन]] के [[पैरामीट्रिक समाधान|प्राचलिक]] सूत्र से यूलर ईंटों की अनंतता उत्पन्न की जा सकती है।<ref name="Saunderson">{{cite web |series=Math table |title=ट्रेजर हंटिंग परफेक्ट यूलर ब्रिक्स|date=February 24, 2009 |first=Oliver |last=Knill |url=http://www.math.harvard.edu/~knill/various/eulercuboid/lecture.pdf |publisher=[[Harvard University]]}}</ref> मान लीजिए {{math|(''u'', ''v'', ''w'')}} एक [[पायथागॉरियन ट्रिपल|पायथागॉरियन त्रिक]] है (यानी, {{math|''u''{{sup|2}} + ''v''{{sup|2}} {{=}} ''w''{{sup|2}}}}) तो<ref name="Sierpinski" />{{rp|105}} किनारे

:<math> a=u|4v^2-w^2| ,\quad b=v|4u^2-w^2|, \quad c=4uvw </math>
दिया गया फलक विकर्ण  

:<math>d=w^3, \quad e=u(4v^2+w^2), \quad f=v(4u^2+w^2).</math>
कई यूलर ईंटें हैं जो ऊपर की तरह प्राचलीकरण नहीं हैं, उदाहरण के लिए किनारों {{math|(''a'', ''b'', ''c'') <nowiki>=</nowiki> (240, 252, 275)}} और फलक विकर्ण {{math|(''d'', ''e'', ''f'' ) <nowiki>=</nowiki> (348, 365, 373)}} के साथ यूलर ईंटें। 

== परिपूर्ण घनाभ ==
{{unsolved|mathematics|Does a perfect cuboid exist?}}
एक '''परिपूर्ण घनाभ''' (जिसे एक '''पूर्ण यूलर ईंट''' या परिपूर्ण वर्ग भी कहा जाता है) एक यूलर ईंट है जिसका [[अंतरिक्ष विकर्ण]] भी पूर्णांक लंबाई का होता है। दूसरे शब्दों में, यूलर ईंट को परिभाषित करने वाले [[डायोफैंटाइन समीकरणों]] की पद्धति में निम्नलिखित समीकरण जोड़ा गया है:

:<math>a^2 + b^2 + c^2 = g^2,</math>
जहाँ {{math|''g''}} अंतरिक्ष विकर्ण है।  {{Asof|2020|September|df=}}, एक परिपूर्ण घनाभ का कोई उदाहरण नहीं मिला था और किसी ने यह सिद्ध नहीं किया है कि कोई अस्तित्व में नहीं है।<ref name=Matson/> 
[[File:Euler_brick_perfect.svg|right|thumb|किनारों {{math|''a'', ''b'', ''c''}} और फलक विकर्ण {{math|''d'', ''e'', ''f''}} के साथ यूलर ईंट]]संपूर्ण कंप्यूटर खोजों से पता चलता है कि, यदि एक परिपूर्ण घनाभ मौजूद है,
* विषम किनारा 2.5 × 10<sup>13</sup> से अधिक होना चाहिए<sup>13</sup>,<ref name=Matson>{{cite web |first=Robert D. |last=Matson |title=एक पूर्ण घनाभ के लिए कंप्यूटर खोज के परिणाम|url=http://unsolvedproblems.org/S58.pdf |work=unsolvedproblems.org |accessdate=February 24, 2020}}</ref>
* सबसे छोटा किनारा {{val|5e11}} से बड़ा होना चाहिए।<ref name=Matson/>           *अंतरिक्ष विकर्ण 9 × 10<sup>15</sup> से अधिक होना चाहिए<sup>15</sup>.<ref name=Belogourov>Alexander Belogourov, Distributed search for a perfect cuboid, https://www.academia.edu/39920706/Distributed_search_for_a_perfect_cuboid</ref>
[[मॉड्यूलर अंकगणित|मापांक अंकगणित]] के आधार पर, गुणों के बारे में कुछ तथ्यों को जाना जाता है, जो एक अभाज्य पूर्ण घन द्वारा संतुष्ट होना चाहिए, यदि कुछ मौजूद है:<ref>M. Kraitchik, On certain Rational Cuboids, Scripta Mathematica, volume 11 (1945).</ref>
* एक किनारा, दो फलक विकर्ण और अंतरिक्ष विकर्ण विषम होना चाहिए, एक किनारा और शेष फलक विकर्ण 4 से विभाज्य होना चाहिए, और शेष किनारा 16 से विभाज्य होना चाहिए।
* दो किनारों की लंबाई 3 से विभाज्य होनी चाहिए और उनमें से कम से कम एक किनारे की लंबाई 9 से विभाज्य होनी चाहिए।
* एक किनारे की लंबाई 5 से विभाज्य होनी चाहिए।
* एक किनारे की लंबाई 7 से विभाज्य होनी चाहिए।
* एक किनारे की लंबाई 11 से विभाज्य होनी चाहिए।
* एक किनारे की लंबाई 19 से विभाज्य होनी चाहिए।
* एक किनारा या अंतरिक्ष विकर्ण 13 से विभाज्य होना चाहिए।
* एक किनारा, फलक विकर्ण या अंतरिक्ष विकर्ण 17 से विभाज्य होना चाहिए।
* एक किनारा, फलक विकर्ण या अंतरिक्ष विकर्ण 29 से विभाज्य होना चाहिए।
* एक किनारा, फलक विकर्ण या अंतरिक्ष विकर्ण 37 से विभाज्य होना चाहिए।

इसके साथ ही:

* अंतरिक्ष का विकर्ण न तो प्रधान शक्ति है और न ही अर्धप्राइम।<ref name=Korec/>{{rp|p. 579}}
* अंतरिक्ष विकर्ण में केवल अभाज्य विभाजक ≡ 1(mod 4) हो सकते हैं।<ref name=Korec>I. Korec, Lower bounds for Perfect Rational Cuboids, Math. Slovaca, 42 (1992), No. 5, p. 565-582.</ref>{{rp|p. 566}}<ref>Ronald van Luijk, On Perfect Cuboids, June 2000</ref>
यदि एक पूर्ण घनाभ मौजूद है और <math>a, b, c</math> उसके किनारे हैं, <math>d, e, f</math> - संबंधित चेहरा विकर्ण और अंतरिक्ष विकर्ण <math>g</math>, तब
* भुजाओं की लंबाई वाला त्रिभुज <math>(d^2, e^2, f^2)</math> एक हेरोनियन त्रिभुज एक क्षेत्र है <math>abcg</math> तर्कसंगत कोण द्विभाजक के साथ।<ref name=Luca>Florian Luca (2000) "Perfect Cuboids and Perfect Square Triangles", Mathematics Magazine, 73:5, p. 400-401</ref>
* पक्ष की लंबाई के साथ तीव्र त्रिभुज <math>(af, be, cd)</math>, भुजाओं की लंबाई के साथ अधिक त्रिभुज <math>(bf, ae, gd), (ad, cf, ge), (ce, bd, gf)</math> हेरोनियन त्रिभुज हैं, जिनका क्षेत्रफल बराबर है <math>\frac{abcg}{2}</math>.

=== घनाभ अनुमान ===
तीन घनाभ अनुमान तीन गणित प्रस्ताव हैं जो कई [[पूर्णांक]] मापदंडों के आधार पर पूर्णांक गुणांक वाले तीन अविभाज्य [[बहुपद]]ों के [[अलघुकरणीय बहुपद]] का दावा करते हैं। अनुमान #परफेक्ट क्यूबॉइड समस्या से संबंधित हैं।<ref name=shr_01>{{cite journal |author=Sharipov R.A. |title=बिल्कुल सही घनाभ और अलघुकरणीय बहुपद|journal=Ufa Math Journal|year=2012 |volume=4 |issue=1 |pages=153&ndash;160|arxiv=1108.5348|bibcode=2011arXiv1108.5348S}}</ref><ref name=shr_02>{{cite journal |author=Sharipov R.A. |title=पूर्ण घनाभ समस्या के लिए स्पर्शोन्मुख दृष्टिकोण|journal=Ufa Math Journal|year=2015 |volume=7 |issue=3 |pages=100&ndash;113|doi=10.13108/2015-7-3-95 }</ref> हालांकि वे पूर्ण घनाभ समस्या के समतुल्य नहीं हैं, यदि ये तीनों अनुमान मान्य हैं, तो कोई भी पूर्ण घनाभ मौजूद नहीं है। वे न तो सिद्ध होते हैं और न ही असिद्ध।

घनाभ अनुमान 1. ''किसी भी दो धनात्मक सहअभाज्य पूर्णांक संख्याओं के लिए <math>a \neq u</math> आठवीं डिग्री बहुपद
{{NumBlk|:|<math>
P_{au}(t)=t^8+6\,(u^2-a^2)\,t^6+(a^4-4\,a^2\,u^2+u^4)\,t^4-6\,a^2\,u^2\,(u^2-a^2)\,t^2+u^4\,a^4</math>|{{EquationRef|1}}}}
पूर्णांकों के वलय (गणित) पर अप्रासंगिक है <math>\mathbb Z</math>.

'घनाभ अनुमान 2.' किन्हीं दो धनात्मक सह अभाज्य पूर्णांक संख्याओं के लिए <math>p \neq q</math> दसवीं डिग्री बहुपद

{{NumBlk|:|<math>\begin{align}
Q_{pq}(t)= {} & t^{10}+(2q^2+p^2)(3q^2-2p^2)t^8 \\[4pt]
& {} +(q^8+10p^2q^6+4p^4q^4-14p^6q^2+p^8)t^6\\[4pt]
& {} -p^2 q^2(q^8-14p^2q^6+4p^4q^4+10p^6\,q^2+p^8)t^4 \\[4pt]
& {} -p^6\,q^6\,(q^2+2\,p^2)\,(-2\,q^2+3\,p^2)\,t^2\\[4pt]
& {} -q^{10}\,p^{10}
\end{align}
</math>|{{EquationRef|2}}}}

पूर्णांकों के वलय पर अलघुकरणीय है <math>\mathbb Z</math>.

'घनाभ अनुमान 3.' किन्हीं तीन धनात्मक सह अभाज्य पूर्णांक संख्याओं के लिए <math>a</math>, <math>b</math>, <math>u</math> जैसे कि कोई शर्त नहीं

{{NumBlk|:|<math>\begin{array}{lcr}
\text{1)}\qquad a=b;\qquad\qquad & \text{3)}\qquad b\,u=a^2;\qquad\qquad &\text{5)}\qquad a=u;\\
\text{2)}\qquad a=b=u;\qquad\qquad &\text{4)}\qquad a\,u=b^2;\qquad\qquad &\text{6)}\qquad b=u
\end{array}</math>|{{EquationRef|3}}}}

बारहवीं डिग्री बहुपद पूरा हो गया है

{{NumBlk|:|<math>\begin{align}
P_{abu}(t) = {} & t^{12}+(6u^2-2a^2-2b^2)t^{10} \\
& {} + (u^4+b^4+a^4+4a^2u^2+4b^2u^2-12b^2 a^2)t^8 \\
& {} + (6a^4u^2+6u^2b^4-8a^2b^2u^2-2u^4a^2-2u^4b^2-2a^4b^2-2b^4a^2)t^6 \\
& {} + (4u^2b^4a^2+4a^4u^2b^2-12u^4a^2b^2+u^4a^4+u^4b^4+a^4b^4)t^4 \\
& {} + (6a^4u^2b^4-2u^4a^4b^2-2u^4a^2b^4)t^2+u^4a^4b^4.
\end{align}</math>|{{EquationRef|4}}}}

पूर्णांकों के वलय पर अलघुकरणीय है <math>\mathbb Z</math>.

== लगभग-परिपूर्ण घनाभ ==
लगभग पूर्ण घनाभ की 7 में से 6 लम्बाई परिमेय है। इस तरह के घनाभों को तीन प्रकारों में बांटा जा सकता है, जिन्हें शरीर, किनारा और चेहरा घनाभ कहा जाता है।<ref>Rathbun R. L., Granlund Т., The integer cuboid table with body, edge, and face type of solutions // Math. Comp., 1994, Vol. 62, P. 441-442.</ref> शरीर घनाभ के मामले में, शरीर (अंतरिक्ष) विकर्ण {{math|''g''}} तर्कहीन है। किनारे के घनाभ के लिए, किनारों में से एक {{math|''a'', ''b'', ''c''}} तर्कहीन है। फलक घनाभ में एक फलक विकर्ण होता है {{math|''d'', ''e'', ''f''}} तर्कहीन।

बॉडी क्यूबॉइड को आमतौर पर लियोनहार्ड यूलर के सम्मान में यूलर क्यूबॉइड के रूप में जाना जाता है, जिन्होंने इस प्रकार के क्यूबॉइड पर चर्चा की।<ref>Euler, Leonhard, Vollst¨andige Anleitung zur Algebra, Kayserliche Akademie der Wissenschaften, St. Petersburg, 1771</ref> वह चेहरे के घनाभों के बारे में भी जानते थे, और उन्होंने (104, 153, 672) उदाहरण प्रदान किया।<ref> Euler, Leonhard, Vollst¨andige Anleitung zur Algebra, 2, Part II, 236, English translation: Euler, Elements of Algebra, Springer-Verlag 1984</ref> तीन पूर्णांक घनाभ किनारे की लंबाई और एक चेहरे के घनाभ की तीन पूर्णांक विकर्ण लंबाई की व्याख्या एक [[हेरोनियन टेट्राहेड्रॉन]] के किनारे की लंबाई के रूप में भी की जा सकती है जो कि श्लाफली ऑर्थोस्कीम भी है। असीम रूप से कई चेहरे वाले घनाभ हैं, और असीम रूप से कई हेरोनियन ऑर्थोस्केम हैं।<ref>{{citation
 | date = May 1985
 | department = Solutions
 | issue = 5
 | journal = Crux Mathematicorum
 | pages = 162–166
 | title = Problem 930
 | url = https://cms.math.ca/crux/backfile/Crux_v11n05_May.pdf
 | volume = 11}}</ref>
किनारों, चेहरे के विकर्णों और अंतरिक्ष विकर्ण के रूप में दिए गए प्रत्येक प्रकार के लगभग पूर्ण घनाभों के लिए सबसे छोटा समाधान {{math|(''a'', ''b'', ''c'', ''d'', ''e'', ''f'', ''g'')}}, निम्नानुसार हैं:
* बॉडी क्यूबॉइड: {{math|(44, 117, 240, 125, 244, 267, {{sqrt|73225}})}}
* किनारा घनाभ: {{math|(520, 576, {{sqrt|618849}}, 776, 943, 975, 1105)}}
* चेहरा घनाभ: {{math|(104, 153, 672, 185, 680, {{sqrt|474993}}, 697)}}

{{Asof|2020|July}}, 200,000,000,027 से कम सबसे छोटे पूर्णांक किनारे वाले 167,043 पाए गए घनाभ हैं: 61,042 यूलर (निकाय) घनाभ हैं, 16,612 एक जटिल संख्या किनारे की लंबाई वाले किनारे के घनाभ हैं, 32,286 किनारे के घनाभ थे, और 57,103 चेहरे के घनाभ थे।<ref>{{cite arXiv |eprint=1705.05929v4 |class=math.NT |first=Randall L. |last=Rathbun |title=पूर्णांक घनाभ तालिका|date=14 Jul 2020}}</ref>

{{Asof|2017|December}}, एक विस्तृत खोज ने 1,125,899,906,842,624: 194,652 से कम पूर्णांक अंतरिक्ष विकर्ण के साथ सभी किनारे और चेहरे के घनाभों को गिना, 350,778 चेहरे के घनाभ थे।<ref name=Belogourov/>


== पूर्ण समानांतर चतुर्भुज ==
एक पूर्ण समानांतर चतुर्भुज पूर्णांक-लंबाई वाले किनारों, चेहरे के विकर्णों और शरीर के विकर्णों के साथ एक समानांतर चतुर्भुज है, लेकिन जरूरी नहीं कि सभी समकोण हों; एक आदर्श घनाभ एक पूर्ण समांतर चतुर्भुज का एक विशेष मामला है। 2009 में, दर्जनों संपूर्ण समानांतर चतुर्भुजों का अस्तित्व दिखाया गया था,<ref>{{Cite journal|first1=Jorge F.|last1=Sawyer|first2=Clifford A.|last2=Reiter|year=2011|title=बिल्कुल सही समांतर चतुर्भुज मौजूद हैं|journal=[[Mathematics of Computation]]|volume=80|issue=274|pages=1037–1040|arxiv=0907.0220|doi=10.1090/s0025-5718-2010-02400-7|s2cid=206288198 }}.</ref> रिचर्ड के. गाइ के एक खुले प्रश्न का उत्तर देना। इनमें से कुछ पूर्ण समांतर चतुर्भुजों में दो आयताकार फलक होते हैं। सबसे छोटे पूर्ण समांतर चतुर्भुज के किनारे 271, 106 और 103 हैं; लघु फलक विकर्ण 101, 266 और 255; लंबे फलक विकर्ण 183, 312 और 323; और शरीर के विकर्ण 374, 300, 278 और 272 हैं।

== यह भी देखें ==
* पायथागॉरियन चौगुनी

== टिप्पणियाँ ==
{{reflist}}


== संदर्भ ==
* {{cite journal | first=John | last=Leech | authorlink=John Leech (mathematician) | title=The Rational Cuboid Revisited | journal=American Mathematical Monthly | volume=84 | issue=7 | pages=518–533 | year=1977 | doi=10.2307/2320014 | jstor=2320014 }}
* {{cite journal | first=Sherrill| last=Shaffer| title=Necessary Divisors of Perfect Integer Cuboids | journal=Abstracts of the American Mathematical Society | volume=8 | issue=6 | page=440 | year=1987}}
* {{cite book|last=Guy|first=Richard K.|authorlink=Richard K. Guy|title=Unsolved Problems in Number Theory|publisher=[[Springer-Verlag]]|year=2004|isbn=0-387-20860-7|pages=275–283}}
* {{cite journal | first = M. | last = Kraitchik | title = On certain rational cuboids | journal = Scripta Mathematica | volume = 11 | year =1945 | pages = 317–326}}
* {{cite journal | first=Tim | last=Roberts | title=Some constraints on the existence of a perfect cuboid | journal=Australian Mathematical Society Gazette | volume=37 | pages=29–31 | year=2010 | issn=1326-2297 }}

{{DEFAULTSORT:Euler Brick}}
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[[Category:Created On 17/03/2023]]