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PROJECT EULER · #0620

行星齿轮

Planetary Gears

仅题目 · 待解原题 ↗

周长为 c 厘米的圆 C 内有一个周长为 s 厘米的较小圆 S,该圆偏离中心。其他四个不同的圆,我们称之为"行星",周长分别为 ppqq 厘米 (p<q),它们内接在 C 内但在 S 之外,每个行星都与 CS 相切。行星可以相互重叠,但 SC 的边界在最近点处必须至少相距 1 厘米。

现在假设这些圆实际上是齿轮,其齿距完美啮合,齿距为 1 厘米。 C 是内部有齿的内齿轮。我们要求cspq都是整数(因为它们是齿数),并且我们进一步规定任何齿轮必须至少有5个齿。

请注意,"完全啮合"是指当齿轮旋转时,它们的角速度之间的比率保持恒定,并且一个齿轮的齿与另一个齿轮的齿槽完全对齐,反之亦然。只有在特定的齿轮尺寸和位置下,SC 才可能与所有行星完美啮合。并非所有齿轮都完全啮合的布置是无效的。

g(c,s,p,q) 定义为给定 cspq 值的此类齿轮布置的数量:事实证明,这是有限的,因为只有某些离散布置可能满足上述条件。例如,g(16,5,5,6)=9

这是一种这样的安排:

排列示例

G(n)=s+p+qng(s+p+q,s,p,q),其中总和仅包括 p<qp5s5 的情况,均为整数。已知 G(16)=9G(20)=205

查找 G(500)

题解待补充

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