Kako določiti število povezav med točkami

Pogost problem v geometriji je določitev, koliko črt lahko narišemo skozi množico točk v ravnini, po dve točki naenkrat. Ni dovoljeno, da ležijo tri točke v množici v eni ravnini. Preprost primer je, če imate tri točke na krožnici. Jasno ne tvorijo črte; ena sama črta ne bo šla skozi vse tri. Ampak tri črte je mogoče narisati, ki gredo skozi dve točki naenkrat. Preprosta formula reši problem za vas.

Navodila

  1. Narisite, ali predpostavite, da imate n točk v ravnini. Ni tri točke v eni ravnini. Želite vedeti, koliko črt je mogoče narisati skozi dve točki naenkrat.

    Na primer, imate lahko krožnico z osmi točkami, označenimi od A do H.

  2. Izberite eno točko in ugotovite, v koliko parih točk je lahko. Če je n točk, je odgovor n-1. To je število črt, ki lahko gredo skozi to prvo točko in drugo točko hkrati.

    Nadaljujmo z zgornjim primerom, A se lahko ujema z B ali C ali D ali E ali F ali G ali H. To je sedem možnih ujemanj.

  3. Izberite naslednjo točko. Njeno uparjanje s prvo točko je že prešteto, a njegovo uparjanje z n-2 drugimi točkami še ne. Prištejte n-2 k vaši prejšnji številki, n-1, kot možne črti skozi točke.

    Nadaljujmo z zgornjim primerom, B lahko ima črto, ki gre skozi njega in C do H. Ne štejemo črte, ki gre skozi B in A, ker smo to že storili v koraku 2. Tako so možne črti skozi B šest.

  4. Nadaljujte z vzorcem, dodajajoč n-3, potem n-4, in tako naprej. Tako je vsota vseh možnih črt n-1 + n-2 + n-3 + … + 1. To je enako kot seštevanje 1 + 2 + 3 + … + n-1. Dokaže se, da je formula za 1 + 2 + 3 + … + n-1 enaka n(n-1)/2.

    Nadaljujmo z zgornjim primerom, bilo je osem točk, torej n=8 daje skupno število možnih črt skozi točke n(n-1)/2 = 8×7/2 = 28. To lahko preverite sami s seštevanjem 7 iz koraka 2 s 6 iz koraka 3 do 5, 4, 3, 2 in 1 za 28. To se ujema z rezultatom, omenjenim v uvodu, kjer je bilo število točk n=3: n(n-1)/2 = 3×2/2 = 3 možne črte.