38 votos

Un círculo en el plano contiene a la mayoría de los cuatro entramado de puntos?

Deje que $\cal C$ ser un círculo en ${\mathbb R}^2$ : $\cal C=\lbrace (x,y)\in{\mathbb R}^2 | (x-x_0)^2+(y-y_0)^2=r^2\rbrace$ para algunos las constantes de $x_0,y_0,r$.

¿Cuál es el número máximo de puntos que puede estar contenida en ${\cal C}\cap {\mathbb Z}^2$ ? Suponemos que es de $4 dólares, alcanzado por el "trivial" caso $x_0=y_0=0,r=1$.

78voto

runeh Puntos 1304

La unidad de círculo centrado en el origen, puede ser parametrizada por $$x=\frac {1-t^2}{1+t^2}; y=\frac {2}{1+t^2}$$

Cualquier valor racional de $t$ da racional valores de $x$ y $y$. Esto puede ser escalado por un factor $r$ a darle un círculo de radio $r$.

Elegir $n$ de dichos puntos, y, a continuación, elija un radio que borra todos los denominadores - el resultado círculo tendrá, al menos, $n$ entero puntos.

29voto

Roger Hoover Puntos 56

No hay límite superior. En el círculo:

$$ x^2+y^2 = 5^k $$ hay exactamente $4k+4$ celosía puntos. Que se deduce del hecho de que el número de representaciones de $n$ $x^2+y^2$ es dada por cuatro veces multiplicativo función que depende de la cantidad de divisores de la forma $4k+1$ y el número de divisores de la forma $4k+3$.

13voto

Stephan Aßmus Puntos 16

No hay límite superior. Tomar el producto de, por ejemplo, varios de los números primos consecutivos de $1 \pmod 4,$ y dejar que $r = 5 \cdot 13 \cdot 17 \cdot 29.$ Hallar todas las ternas Pitagóricas con que hypoteneuse $r.$ Todos se producen como puntos en el círculo de $x^2 + y^2 = r^2$

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