Ako určiť počet úsečiek prechádzajúcich bodmi

Bežný problém v geometrických triedach je určenie toho, koľko čiar môže byť nakreslených cez množinu bodov v rovine, dva body naraz. Žiadne tri body v množine nesmú ležať v priamke. Jednoduchý príklad je, ak máte tri body na kružnici. Jasne, netvoria priamku; žiadna jedna čiara neprejde cez všetky tri. Ale tri čiary môžu byť nakreslené, ktoré prechádzajú dvoma bodmi naraz. Jednoduchý vzorec to vyrieši za vás.

Inštrukcie

  1. Nakreslite, alebo predpokladajte, že máte n bodov v rovine. Žiadne tri body neležia v priamke. Chcete vedieť, koľko čiar môže byť nakreslených cez dva body naraz.

    Napríklad môžete mať kružnicu s ôsmimi bodmi, označenými A až H.

  2. Vyberte jeden bod a určte, koľko párov bodov môže byť v. Ak je n bodov, odpoveď je n-1. Toto je počet čiar, ktoré môžu prejsť tým prvým bodom a iným bodom naraz.

    Pokračujeme v príklade vyššie, A môže byť spárované s B alebo C alebo D alebo E alebo F alebo G alebo H. To je sedem možných zhod.

  3. Vyberte ďalší bod. Jeho párovanie s prvým bodom už bolo spočítané, ale jeho párovanie s n-2 ostatnými bodmi ešte nie. Pripočítajte n-2 k vašemu skôrému číslu, n-1, ako možné čiary cez body.

    Pokračujeme v príklade vyššie, B môže mať čiaru prechádzajúcu cez neho a C až H. Nepočítajte čiaru prechádzajúcu cez B a A, pretože ste to už urobili v kroku 2. Takže možné čiary cez B sú šesť.

  4. Pokračujte v tomto vzore, pridávajúc n-3, potom n-4, a tak ďalej. Takže celkový súčet možných čiar je n-1 + n-2 + n-3 + … + 1. Toto je to isté ako sčítanie 1 + 2 + 3 + … + n-1. Môže sa ukázať, že vzorec pre 1 + 2 + 3 + … + n-1 je n(n-1)/2.

    Pokračujeme v príklade vyššie, bolo tam ôsmich bodov, takže n=8 dáva celkový počet možných čiar cez body n(n-1)/2 = 8×7/2 = 28. Môžete si to overiť sami sčítaním 7 nájdeného v kroku 2 k 6 nájdeným v kroku 3 k 5, 4, 3, 2 a 1, čo dáva 28. To tiež zodpovedá výsledku diskutovanému v úvode, kde bol počet bodov n=3: n(n-1)/2 = 3×2/2 = 3 možné čiary.