乙個凸多邊形,任意四頂點不共圓,對於過任意三個頂點的圓,如果其他頂點都在該圓內,稱之為胖圓,如果其他頂點都在該圓外,則稱為瘦圓。胖圓和瘦圓哪個多?

時間 2021-06-01 19:22:07

1樓:

胖圓不多於瘦圓。瘦圓數目可以數出來。

感謝 @金玥蘇指正完善。

對平面上任意乙個點集,都存在叫做 Delaunay Triangulation [1] 的三角化,把點連成三角網格,使得每個三角形的外接圓都不包含任何其他點。如果任意四點不共圓,那麼這樣的三角化是唯一的。歸納可證,這些三角形的外接圓就是所有的瘦圓(已經 @Brown Chen 驗證,證略)。

如果點集中有 n 個點,點集的凸包(convex hull [2])的邊界上有 b 個點,那麼根據尤拉公式[3],可分出 2n-2-b 個三角形。由於我們的點集是凸多邊形的頂點,凸包即多邊形本身,邊界上有 n 個點,所以有 n-2 個瘦圓

我們現在構造乙個反演 [4] 變換,把所有的胖圓都變成瘦圓。

在胖圓的交集中選乙個點,只被包含在乙個瘦圓中(存在性證明見註1)。以此為反演中心,任取反演半徑,做反演變換。變換後,所有的胖圓都內外對換,成為瘦圓。

除反演中心所在的瘦圓外,其他 n-3 個瘦圓反演後還是瘦圓。

現在數一下反演後的點集中瘦圓的數目。凸包的邊界上至少有 3 個點,所以反演後的點集至多有 2n-5 個瘦圓,去掉原來的 n-3 個瘦圓,得原點集中胖圓的數目至多 n-2

注1 : 因為是凸多邊形,n 個點構成 n-2 個三角形。所以至少有一對鄰邊同屬乙個三角形,即至少有乙個點,只和乙個三角形相鄰。

根據 Delaunay 三角化的特點,這個點只被乙個瘦圓覆蓋。在該點鄰域和多邊形的交集中取一點,即滿足要求的點。

Delaunay Triangulation 舉例(http://

2樓:

如果凸多邊型的鈍角多,就是胖圓多,反之,瘦圓多。因為凸多邊型,鈍角個數大於等於銳角個數,所以胖圓不少於瘦圓。

證明略。。。。。

3樓:

一樣多任一四邊形的內角和為360度,如果該四邊形不是圓內接的,考慮對角和,必然有一對大於180度,設這對角為A和C,一對小於180度,設為B和D,則過BAD和BCD的是胖圓,過ABC和ADC的是瘦圓;任一四邊形都有兩個胖圓和兩個瘦圓,所以兩種圓一樣多。

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