關於分割平面問題

2022-05-14 01:43:24 字數 839 閱讀 8911

今天學習了關於直線分割平面的一些東西。怕不寫下來過幾天還會忘記-_-||

推薦:他講的很好。

一:求n條直線最多將平面分割成幾個區域。(簡單重要)

設n-1條直線最多將平面分割成f(n-1)個區域,那麼第n條直線與前n-1條都相交時f(n)最大。

此時有n-1個交點,即前n-1條直線將第n條直線截成了(n-2)條線段和兩條射線。

由於圖中每增加一條線段或一條射線就會將某乙個區域分割成兩個,所以加上第n條直線時f(n)=f(n-1)+n-2+2;

已經得到了通項公式,累加求和可得f(n)=n*(n+1)/2+1;

二:類似的還有封閉曲線分割平面,折線分割平面,分析方法都同上,以後有空再詳寫吧。

這裡先給出公式:

折線分割:f(n)=2*n^2-n+1;

封閉曲線分割(兩條曲線之間有兩個交點):f(n)=n^2-n+2;

三:平面分割空間問題:

模擬第一種,設n-1個平面最多將空間分割成f(n-1)個區域,那麼第n個平面與前n-1個平面的交線兩兩相交時f(n)最大。

簡單理解一下:

第n個平面上一共有n-1條交線,設這n-1條交線將平面分割成x(n-1)塊。

每多乙個平面,原來的某個區域就被該平面分割成兩個區域。即f(n)=f(n-1)+x(n-1);

由第一種情況可知,當這n-1條直線兩兩相交時,x(n-1)最大,為x(n-1)=n*(n-1)/2+1;

到此可得出通項公式:f(n)=f(n-1)+n*(n-1)/2+1;

累加求和可得f(n)=(n^3+5*n)/6+1;

如果第一次上來就接觸第三種情況可能很難分析出來,但是將問題退化成第一種,然後再推到第三種,就好理解很多。

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