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Dado $n$ puntos en el plano, encontrar un círculo que contiene sólo tres

Dado $n$$\mathbb{R}^{2}$, s.t no tres están en la misma línea recta, y no todos los puntos están en el mismo círculo, demostrar que existe un círculo que contiene sólo tres de esos puntos. Estamos considerando sólo los círculos que están definidos los puntos anteriores, por supuesto.

Estoy tratando de encontrar un directo demostración geométrica. Yo estaba pensando en mirar el círculo y el punto que tiene un mínimo de positiva la distancia entre ellos (ya que he visto una pregunta similar, teniendo en cuenta las líneas rectas y los puntos que utiliza esta estrategia) o buscar en todos los círculos que contienen un punto específico, pero todavía me parece que no puede encontrar el truco.

Gracias mucho!

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Lyra Puntos 30

El resultado anterior fue demostrado por Motzkin (1951) en la página 3 de este documento. La prueba se sigue del Teorema de Sylvester - Gallai (es de suponer que el "problema similar" usted ha mencionado) después de invertir alrededor de un punto elegido.

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user21241 Puntos 171

Esto era demasiado largo para hacer un comentario a EuYu del post. El crédito es para él (y Motzkin).

Estoy asumiendo que este es el resultado que ya sabemos: si $n$ puntos en el plano están dispuestas de tal manera que la línea no contiene exactamente dos de ellos, están en la misma línea.

La estrategia descrita en el documento de Motzkin es la siguiente: elige cualquiera de los puntos, decir $P$. Llamar a los otros puntos de $Q_i$. Aplicar una inversión con respecto a $P$ (en wikipedia si usted no sabe lo que es una inversión, y de cómo actúa sobre las líneas y los círculos). Digamos que el $Q_i$ asignado a $Q_i'$ por la inversión.

Porque no había un círculo que contiene todos los puntos originales, no hay línea que contiene todas las $Q_i'$'s. Esto significa que algunos de la línea de $l$ contiene exactamente dos $Q_i'$, decir $Q_1'$$Q_2'$. Esta línea de no pase a través de $P$, porque eso significaría que $Q_1$, $Q_2$ y $P$ están en la misma línea. Aplicar una inversión para el segundo tiempo, de nuevo con respecto a $P$ y el uso de la misma radio como antes). Ahora $Q_1'$ $Q_2'$ se asignan a $Q_1$ $Q_2$ respectivamente, y $l$ es asignado a un círculo que contiene precisamente $P$, $Q_1$ y $Q_2$.

Espero que esto ayude. Si no está claro, trate de experimentar un poco con las inversiones para tener una idea de sus propiedades.

Tenga en cuenta que podemos elegir el punto de $P$ al azar. Esto significa que en realidad han demostrado un mayor resultado: a través de cualquiera de las $n$ puntos hay un círculo que contiene exactamente tres de los puntos dados.

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