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El número de vías que dividen un polígono con $n+1$ lados en regiones triangulares....

Por favor, si alguien puede ayudarme a explicar este concepto, no puedo seguir adelante debido a esto....

Dejemos que $h(n)$ denotan el número de vías que dividen una región poligonal convexa con $(n+1)$ lados en regiones triangulares insertando diagonales que no se cruzan en el interior.
Lo suponemos: $h(1)=1$ entonces la fórmula es:
$$h(n)=\sum_{k=1}^{n-1}h(k)h(n-k)$$

Prueba :
$$\text{for}~~n=1,h(1)=1,$$ $$n=2,h(2)=1$$
$\text{for}n\geq3,$ considere $a(n+1)$ polígono decir $[A_1 ~~A_2 A_3 \ldots A_{n+1}]$

para cualquier $k$ con $1\leq k\leq n-1$ Elegimos $C$ tal que si nos movemos en el sentido de las agujas del reloj a lo largo de los vértices del polígono tenemos :=
$A=A_1,A_2,A_3\ldots,C=A_{k+1},A_{k+2}\ldots ,A_{n+1}=B$

formas de dividir $R_1$ en triángulos - $h(k)$ y
formas de dividir $R_2$ en triángulos $h(n-k)$

$\therefore $ número de vías = $h(k)h(n-k)$ para cualquier k dado con $1\leq k\leq n-1$ elegimos $C$ tal que : $$A=A_1,C=A_{k+1},B=A_{n+1}$$

El triángulo $T=[A,B,C]$ divide la región poligonal en $3$ partes .
$R_1,T$ y $R_2$ con :
$R_1$ $(k+1)$ polígono
$R_2$ $(n+k-1)$ polígono.

El número de formas de dividir $R_1$ en $\triangle$ 's= $h(k)$
El número de formas de dividir $R_2$ en $\triangle$ 's= $h(n+k)$ .

El número de triangularización del polígono tal que :=
$T=[A_1,A_{k+1},A_{n+1}]$ , $1\leq k\leq n-1$

es uno de $\triangle=h(k)h(n-k)$

$\therefore$ número total de vías= $\sum_{k=1}^{n-1}h(k)h(n-k)$

Puede alguien explicarme los pasos de la prueba, ya que no consigo entender cómo se obtiene el número de formas de triangularización .........

2voto

Julian Knight Puntos 121

Haz un dibujo . Si piensas que el polígono tiene vértices $A_1$ , $A_2, \dotsc, A_{n+1}$ se puede subdividir en dos polígonos más pequeños trazando una línea desde $A_1$ a $A_{k+1}$ para $k=2, \dotsc, n-1$ . Uno de esos polígonos tiene $k+1<n+1$ vértices, por lo que tiene $h(k)$ triangulaciones por inducción. El otro tiene $n-k+1<n+1$ vértices, por lo que tiene $h(n-k)$ triangulaciones por inducción. Así que el total de formas de triangular el polígono original, empezando por una línea de $A_1$ a $A_{k+1}$ es $h(k)h(n-k)$ . Existe otra posibilidad, a saber, que $A_1A_2A_{n+1}$ es uno de los triángulos. En este caso, el polígono restante tiene $n$ vértices, por lo que obtenemos $h(1)h(n-1)$ triangulaciones en este caso. Como todas las triangulaciones entran en uno de estos casos, el número total de triangulaciones es $$h(n) = \sum_{k=1}^{n-1} h(k)h(n-k),$$ que es lo que quieres. (Por cierto, esta serie de números se llama Números catalanes .)

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