■三角形分割とオイラーの公式

 ピックの公式(1899年)とは,任意の格子多角形の面積が以下の式で表されるというものである.

  A=I+B/2−1

   A:格子多角形の面積

   I:内部の点の個数

   B:境界上の点の個数

 格子点の点の個数L=I+Bを問題にするときは,ピックの公式を並び替えて

  L=A+B/2+1

   A:格子多角形の面積

   L:格子点の個数

   B:境界線上の点の個数

とする.

===================================

 三角形分割された多角形が,境界上にB個の頂点,内部にI個の頂点,T個の三角形をもつならば

  T=2I+B−2=2L−B−2

が成り立つ.

(証)すべての三角形の角の和Sを考えると,

  S=πT

もうひとつの異なる方法で計算すると

  S=2πI+π(B−2)

===================================

 多角形を三角形分割する.B個の境界頂点,I個の内部頂点,E本の辺,T個の三角形があるとき,V=I+B,2E=3T+Bが成り立つ.

 T=2I+B−2に代入すると

  E=3I+2B−3

  T=E−V+1

 このことは,三角形分割された多角形に対して,オイラーの公式

  f=e−v+1

が成り立つことを示している.

  [参]TSマイケル「離散数学パズルの冒険」青土社

===================================