今回のテーマは定められた直線でできるだけ多くの三角形を作ることです。
5本の直線を使って、できるだけ多くの三角形を作るには星形五角形を作ればよいです。
当然、三角形は最大5個できます。 ただし三角形の個数は「重なり合う部分が(頂点以外に)ないもの」を数えます。
例えば、この図では三角形は2個ではなく、1個と数えます。 【問題1】 星形五角形に2本の直線を付け加えて、三角形を10個作ってください。
この図に直線を書き込んで、メールで送ってくださると嬉しいです。 【問題2】 6本の直線を使って三角形は最大何個できるでしょうか。 【問題3】
問題1を発展させます。 ◆問題2,3とも画像を送ってくださると嬉しいです。
以前の問題は難しそうなので、問題を改題します。 【問題4】
n本の直線を使って、三角形を最大S個作ることができるとします。
ただしn本のうちのどの3本の直線をとっても1点で交わることはないとします。 [ ]はガウス記号(その中の数を越えない最大の整数)です。 【問題5】(超難問) 問題4で、3直線が1点で交わる時も、上の不等式は成り立つでしょうか。 【問題6】(超難問)
n本の直線を使って、三角形を最大何個作ることができるでしょうか。 【注意】 問題5,6は私も解答を知りません。 【問題7】(追加問題) 東京都 建築家 さんからの問題です。
どの3直線も一点で交わらずどの2直線も平行でないとします。
それを囲む辺の数はn(n-2) 本 またどの三角形も隣あうことはない事に注意します。
そしてある1本の直線について注目しますと 丁度(n-2)個の三角形に接していることになります。 そしてポイントはその三角形はその1本の直線を挟んで逆側に交互に現れます。 さてこのことを前提にして【追加問題】です。 n≡0,2(mod 6)となるようなnに対して、三角形が
同値ですがガウス記号を外して、nが偶数の時に
これよりn=6の時に三角形が8個できないことが証明できます。 |
解答用紙はこちらです。
【寄せられた解答その1】 【寄せられた解答その2】(New!!)
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