■ピックの公式と三角形分割(その1)
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.
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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)
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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.
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