■正多角形の辺と対角線(その5)

(問)1つの円をn本の弦で分割する.その際,分割によってできる領域が最も多くなるようにする.最大分割領域数Snはいくつになるか?

(答)Sn=n(n+1)/2+1=(n^2+n+2)/2

   S0=1,S1=2,S2=4,S3=7,・・・

 実はこの問題は

(問)平面をn本の線で分割する.その際,分割によってできる領域が最も多くなるようにする.最大分割領域数Snはいくつになるか

と等価になる.

  Sn=1+n(n+1)/2=(n^2+n+2)/2

    =(n,0)+(n,1)+(n,2)

とも書ける.

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(問)1つの球をn個の面で分割する.その際,分割によってできる領域が最も多くなるようにする.最大分割領域数はいくつになるか?

 この問題も

(問)空間をn枚の平面で分割する.その際,分割によってできる領域が最も多くなるようにする.最大分割領域数Snはいくつになるか

に等価で,答は

  Sn=(n,0)+(n,1)+(n,2)+(n,3)=(n3+5n+6)/6

  S0=1,S1=2,S2=4,S3=8,S4=15,・・・

となるが,(その2)(その3)に誤りがあったので訂正しておきたい.

 一般に,

(問)m次元空間をn枚の超平面で分割する.その際,分割によってできる領域が最も多くなるようにする.最大分割領域数Snはいくつになるか,の答は

  Sn=(n,0)+(n,1)+(n,2)+(n,3)+・・・+(n,m)

となる.

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 それでは

(問)1つの円環体(ドーナツ型)球をn個の面で分割する.その際,分割によってできる領域が最も多くなるようにする.最大分割領域数はいくつになるか?

 答えは

  Sn=(n^3+3n^2+8n)/6

  S1=2,S2=6,S3=13,S4=24,・・・

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