5 votos

¿Dos puntos no importa cómo usted elige de los seis puntos en el disco de la unidad son a distancia a más de 1?

Seis puntos para ser elegido en una unidad de disco ($x^2 +y^2 \leq 1$) , de tal manera que la distancia entre dos puntos es mayor que 1? No puedo, creo que quiero demostrar formalmente que no importa cómo los seis puntos son elegidos, hay dos puntos de distancia en más de 1 de cada uno de los otros.

Durante siete puntos, creo principio del palomar podría ser utilizado para probar que no existe tal acuerdo. Podemos elegir fácilmente los siete puntos tales que la distancia máxima entre dos puntos es igual a 1. Algo como esto en la figura. Ahora usted no puede aumentar la distancia entre los puntos(naranja) elegido en el círculo como el lado de la longitud de sí mismo es uno.enter image description here

2voto

xmq Puntos 38

Aplicar el mismo argumento como por 7 puntos (a partir de la pregunta de la declaración y Ross Millikan comentario), excepto asegúrese de sacar los 6 sectores de tal manera que uno de los 3 límite de diámetros contiene uno de los 6 puntos. Es decir, sacar los 6 sectores después de conocer los puntos, de tal manera que uno de los puntos, decir $P_1$, se encuentra en uno de los límites.

Si todos los puntos que están en cualquiera de los dos vecinos de los sectores a $P_1$, que son en la distancia$\le 1$$P_1$. Si no, por el principio del palomar, uno de los 4 otros sectores contiene 2 de los 5 puntos. Y esos dos puntos están a una distancia de más de 1 de cada uno de los otros. Así que hemos terminado.

Nota: no estoy seguro de cómo limpiamente demostrar el hecho de que dos puntos en un $\pi/3$-sector están a una distancia de más de 1 aparte. Tengo una forma que creo que funciona usando la ley de cosenos, pero parece periférica a la pregunta y un bastante poco elegante argumento, de modo que no se incluye por ahora.


EDIT: Re:tu comentario OP, sí, yo también no tienen una buena forma para hacer plenamente convincente/limpiar la intuición de que no hay 2 puntos en un sector de la distancia de $> 1$.

Aquí está el patán de la ley de los cosenos manera mencionado que muestra que dos puntos en un sector de la distancia de $\le 1$:

Estamos dados dos puntos $P_1$ $P_2$ $\pi/3$sector. Dicen que los dos puntos están a una distancia $r_1$$r_2$, respectivamente, desde el centro. Deje que el ángulo central entre ellos se $\theta \le \pi/3$.

Por la ley de los cosenos, el cuadrado de la distancia entre el $P_1$ $P_2$ es $$d(P_1, P_2)^2 = r_1^2 + r_2^2 - 2r_1r_2\cos\theta \le r_1^2 + r_2^2 - 2r_1r_2(\frac{1}{2}) = r_1^2 + r_2^2 - r_1r_2$$

debido a $r_1, r_2 \ge 0$$0 \le \theta \le \pi/3$.

Ahora tenemos que mostrar $r_1^2 + r_2^2 - r_1r_2 \le 1$$0 \le r_1, r_2, \le 1$.

Hay, probablemente, una mejor manera de proceder también aquí, pero aquí tenemos un argumento: tenemos $r_1^2 + r_2^2 - r_1r_2 = (r_1 - \frac{1}{2}r_2)^2 + \frac{3}{4}r_2^2$. Con $0 \le r_1, r_2, \le 1$, fija $r_2$, esta expresión se maximiza cuando se $r_1 = 1$ (desde $r_1=1$ maximiza $|r_1 - \frac{1}{2}r_2|$ por cada $0 \le r_2 \le 1$, de forma exclusiva, excepto en $r_2=1$ al $r_1=0$ es también un maximizer).

Así, por $0 \le r_1, r_2, \le 1$,

$$r_1^2 + r_2^2 - r_1r_2 = \left(r_1 - \frac{1}{2}r_2\right)^2 + \frac{3}{4}r_2^2 \le \left(1 - \frac{1}{2}r_2\right)^2 + \frac{3}{4}r_2^2 \\= 1 - r_2 + r_2^2 = \left(r_2 - \frac{1}{2}\right)^2 + \frac{3}{4} \le \frac{1}{4} + \frac{3}{4} = 1$$

(máximo alcanzado en $r_2 = 0$ o $r_2=1$ al $r_1 = 1$).

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X