Тема . Комбинаторная геометрия

Клетчатая решётка (координатная плоскость) и точки, отрезки, прямые на ней

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела комбинаторная геометрия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#111637

Вершины многоугольника (не обязательно выпуклого) расположены в узлах целочисленной решетки. Внутри него лежит n  узлов решетки, а на границе m  узлов. Докажите, что его площадь равна     m-
n + 2 − 1.

Показать доказательство

Каждому многоугольнику M  с вершинами в узлах целочисленной решётки поставим в соответствие число f(M) =∑  φi,
        i2π  где суммирование ведётся по всем узлам решётки, принадлежащим M,  а φi  — угол, под которым виден многоугольник M  из соответствующего узла. Например, для внутренней точки φi = 2π,  для точки на границе (не являющейся вершиной) φi =π.  А сумма углов по вершинам многоугольника — это (количество углов− 2)⋅π,  тогда легко видеть, что:

        2π   (m − 2)π      m
f(M )= n⋅2π + --2π---=n + 2-− 1

Остаётся проверить, что f(M )  совпадает с площадью S.  Если многоугольник M  разрезан на части M1  и M2  с вершинами в узлах решётки, то f(M )=f(M1)+ f(M2 ),  так как углы в узлах складываются. Следовательно, если формула верна для M1  и M2,  она верна и для M.

Рассмотрим прямоугольник со сторонами p  и q,  параллельными осям решётки. Внутренних узлов: (p − 1)(q− 1),  граничных узлов: 2(p+q)− 4.  Тогда:

f(M)= (p− 1)(q− 1)+ 2(p-+q)− 1= pq− p − q+ 1+ p+ q− 1 =pq
                    2

Формула верна для прямоугольников. Разрежем прямоугольник диагональю на два треугольника. Для каждого треугольника f(M )= pq2 ,  что совпадает с его площадью.

Любой многоугольник можно триангулировать непересекающимися диагоналями. Поскольку формула аддитивна и верна для треугольников, она верна и для всего многоугольника. Таким образом, S =n + m2 − 1.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!