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皮克定理及其证明

时间:2024-05-13 18:19:34浏览次数:23  
标签:皮克 多边形 PT dfrac 定理 证明

太美丽的梦。

如果说有一个公式让我日日夜夜都想着证明之,那么也就只有皮克定理了。

参考:百度百科

考虑数学归纳法。

记号

记皮克定理为 \(S_P=P_n+\dfrac{P_m}{2}-1.\)

其中 \(P_n\) 表示所求多边形的内部的格点数,\(P_m\) 表示所求多边形的边上的格点数。

\(S_P\) 表示多边形的面积。

定义 \(PP'\) 为两个不重叠的多边形 \(P,P'\) 的并集。

数学归纳法 · 递推部分证明

考虑到每个多边形都可以表示作若干个不重叠的三角形的并集。所以当证明

在 \(P\) 满足定理,与之有一条重边的三角形 \(T\) 满足定理时 \(PT\) 满足定理,一般三角形 \(T\) 满足定理

定理成立。

先证前半部分。

\[S_P=P_n+\dfrac{P_m}{2}-1 \]

\[S_T=T_n+\dfrac{T_m}{2}-1 \]

设两个多边形的重边上的格点数为 \(c.\) 则

\[S_{PT}=S_P+S_T=P_n+\dfrac{P_m}{2}-1+T_n+\dfrac{T_m}{2}-1=(P_n+T_n+c-2)+\dfrac{P_m+-c+T_m-c+2}{2}-1=PT_{n}+PT_m-1 \]

标签:皮克,多边形,PT,dfrac,定理,证明
From: https://www.cnblogs.com/QxBlogs/p/18189749/Pick_Thoerem

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