сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Три­ан­гу­ля­ци­ей мно­го­уголь­ни­ка на­зы­ва­ет­ся раз­би­е­ни­ем мно­го­уголь­ни­ка на тре­уголь­ни­ки таким об­ра­зом, чтобы вер­ши­ны тре­уголь­ни­ков сов­па­да­ли с вер­ши­на­ми мно­го­гран­ни­ка. Сколь­ко су­ще­ству­ет спо­со­бов три­ан­гу­ли­ро­вать вы­пук­лый се­ми­уголь­ник?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Обо­зна­чим En число ва­ри­ан­тов три­ан­гу­ля­ций вы­пук­ло­го n-уголь­ни­ка. Оче­вид­но, что для тре­уголь­ни­ка су­ще­ству­ет един­ствен­ная три­ан­гу­ля­ция, по­это­му E_3=1, а для че­ты­рех­уголь­ни­ка су­ще­ству­ет ровно две E_4=2.

В про­из­воль­ном n-уголь­ни­ке вы­де­лим одну из сто­рон.

Об­ра­тим вни­ма­ние, что вы­де­лен­ная сто­ро­на n-уголь­ни­ка обя­за­тель­но со­дер­жит­ся в одном из тре­уголь­ни­ков три­ан­гу­ля­ции в ка­че­стве сто­ро­ны, по­сколь­ку с одной сто­ро­ны не может ока­зать­ся внут­ри тре­уголь­ни­ка, ко­то­рый со­дер­жит­ся в мно­го­уголь­ни­ке, а с дру­гой сто­ро­ны не может не со­дер­жать­ся в тре­уголь­ни­ках три­ан­гу­ля­ции, иначе не весь мно­го­уголь­ник будет раз­бит на части.

Ил­лю­стра­ция. Се­ми­уголь­ник, в ко­то­ром вы­де­ле­на одна из сто­рон и все воз­мож­ные тре­уголь­ни­ки три­ан­гу­ля­ции ее со­дер­жа­щие. Рас­смот­рим все тре­уголь­ни­ки три­ан­гу­ля­ции, со­дер­жа­щие вы­де­лен­ную сто­ро­ну. Ока­зы­ва­ет­ся, что с одной сто­ро­ны от лю­бо­го из таких тре­уголь­ни­ков лежит k-уголь­ник (где k мень­ше n, вклю­чая вы­рож­ден­ный слу­чай дву­у­голь­ни­ка) и n минус k плюс 1-уголь­ник. Эти мно­го­уголь­ни­ки мень­ше­го по­ряд­ка также можно три­ан­гу­ли­ро­вать и ко­ли­че­ство три­ан­гу­ля­ций с вы­де­лен­ным тре­уголь­ни­ком равна про­из­ве­де­нию E_k E_n минус k плюс 1, счи­тая, что E_2=1.

Об­ра­тим вни­ма­ни­ем, что по­лу­ча­ю­щи­е­ся в ре­зуль­та­те таких опе­ра­ций три­ан­гу­ля­ции n уголь­ни­ка все­гда раз­лич­ны между собой, по­сколь­ку для раз­лич­ных вы­де­лен­ных тре­уголь­ни­ков три­ан­гу­ля­ции не могут сов­па­дать. В таком слу­чае для пя­ти­уголь­ни­ка

E_5=E_2 E_4 плюс E_3 E_3 плюс E_4 E_2=1 умно­жить на 2 плюс 1 умно­жить на 1 плюс 2 умно­жить на 1=5,

для ше­сти­уголь­ни­ка

E_6=E_2 E_5 плюс E_3 E_4 плюс E_4 E_3 плюс E_5 E_2=1 умно­жить на 5 плюс 1 умно­жить на 2 плюс 2 умно­жить на 1 плюс 5 умно­жить на 1=14

и для се­ми­уголь­ни­ка

 E_7=E_2 E_6 плюс E_3 E_5 плюс E_4 E_4 плюс E_5 E_3 плюс E_6 E_2=1 умно­жить на 14 плюс 1 умно­жить на 5 плюс 2 умно­жить на 2 плюс 5 умно­жить на 1 плюс 14 умно­жить на 1=42.

Пе­ре­чис­лим ниже их все:

Сле­ду­ет об­ра­тить вни­ма­ние, что с точ­но­стью до по­во­ро­та су­ще­ству­ет шесть спо­со­бов три­ан­гу­ля­ции, опи­сан­ные в левом столб­це ри­сун­ка, а с точ­но­стью до по­во­ро­та и от­ра­же­ния су­ще­ству­ет ровно че­ты­ре спо­со­ба три­ан­гу­ля­ции.

 

Ответ: с точ­но­стью до по­во­ро­та су­ще­ству­ет шесть спо­со­бов три­ан­гу­ля­ции, опи­сан­ные в левом столб­це ри­сун­ка, а с точ­но­стью до по­во­ро­та и от­ра­же­ния су­ще­ству­ет ровно че­ты­ре спо­со­ба три­ан­гу­ля­ции.