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歐拉的問題:凸多邊形劃分為三角形的方法數

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歐拉的問題:凸多邊形劃分為三角形的方法數

2017-05-14 08:29

觸摸標題下面一行中“北京 邵勇”後面的藍字“數學教學研究本公眾號內容均由邵勇本人獨創。每周推送兩到三篇內容上有分量的數學文章,但在行文上力爭做到深入淺出。幾分鐘便可讀完,輕松學數學。

今天是5月14日,我們按照規定,給出幾道答案等於14的題目。

(一)

一個正七邊形有多少條對角線?(7個點之間兩兩連線,可以連接出7*6/2=21條線段,其中有七條是正七邊形的邊,那麽,剩余線段的數量就是正七邊形對角線的數量,請您自己計算。另外,也可以從另一角度來計算對角線的數量:廣義的正七邊形還包括星狀七邊形。星狀七邊形有兩種,一種是從任意一個頂點出發,相隔一個頂點依次進行連線,這樣,連接七次後,回到出發點,形成下圖中紅色的星狀七邊形。第二種也是從任意一個頂點出發,但這次是相隔兩個頂點依次進行連線,於是,也是連接七次後回到出發點,連接出下圖中綠色星狀七邊形。紅綠兩種星狀七邊形是不同的,互相不會重復或重疊。兩種星狀七邊形的邊合在一起,構成全部正七邊形的對角線。)

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(二)

一個正四邊形(正方形)可以有兩種方法把它劃分成兩個三角形:

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一個正五邊形有下面五種方法把它劃分成三角形:

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那麽,一個正六邊形可以有多少種方法把它劃分成三角形呢?

下面是幾個公式:

(1)歐拉給出的公式(n代表正多邊形的邊數):

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(2)塞格納(Johann Andreas Segner)的公式(其中規定E2=1):

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請您自行驗證一下正六邊形內劃分出三角形的方法共有多少種(n取6時)。上面是對正多邊形進行的討論。其實對凸多邊形都是成立的。

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