平面劃分問題 超平面規劃

2021-07-25 18:54:22 字數 1330 閱讀 6381

直線劃分平面問題

題目描述

給定n條直線,判斷這n條直線最多能將平面劃分為多少區域。

解析

首先觀察1條直線的劃分情況。

顯而易見,1條直線分平面為兩個區域。

然後是2條直線的劃分情況。

接著是3條直線的劃分情況。

通過觀察,便可發現當加入

第n條直線的時候,這條直線將被之前的(n-1)條直線割為n份,每份都對應一塊區域。設fn為n條直線劃分平面的區域數,那麼有下面的遞推關係:

下面討論特殊的情況。

題目描述:

給定n條折線,求這n條折線最多能將平面分為多少份。

見下圖。

分析:如果直接用折線想要找到遞推關係式很困難的。

將每條折線的折角的兩條邊反向延長既得到2n條直線的情況。見下圖。

這樣如果有2n條直線的話,就有n個頂點。設fn

為n條直線劃分平面的區域數。dn為n條折線劃分的區域數。

如果有n條折線,那麼這裡就有n個頂點、2n條直線。

fn和dn

相比少了2n條線段,根據之前討論的直線劃分的情況,每條對應一塊區域。所以可以得到下面的關係式:

超平面規劃

切n刀最多能分成(n+1)(n^2-n+6)/6塊。可以參考peter orlik和hiroaki terao的《arrangements of hyperplanes》,第一節就講的這個問題。

參考網頁:

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