平面分割类问题

一.      n条直线分割平面

l  问题描述:n条直线,最多可以把一个平面分为多少个区域。

l  公式:f(n)=f(n-1)+n=n(n+1)/2+1;

l  分析:当有n-1条直线时,平面最多被分割成 f(n-1) 个区域。则第n条直线要切成的区域数最多,就必须于每条直线相交且不能有同一交点。这样就会得到(n-1)个交点。这些交点将第n条直线分为2条射线和n-2条线段。而每条射线 和断线将已有的区域一分为二。这样就多出了2+(n+2)个区域。

二.      n条折线分割平面

l  问题描述:n条折线,最多可以把一个平面分割为多少个区域,如图所示:

l  公式:f(n)=f(n-1)*4(n-1)+2-1=2*n^2-n+1;

l  分析:根据直线分割平面可知,由交点决定了射线和线段的条数,进而决定了新增的区域数。当(n-1)条折线时,区域数值为f(n-1)。为了使新增的区域最多,则折线的两边的线段要和(n-1)条折线的边,即2*(n-1)条线段相交。那么新增的线段数为4*(n-1),射线数为2。但要注意的使,折线本身相邻的两线段只能增加一个区域。

一.      封闭曲线分割平面

l  问题描述:有n条封闭曲线画在平面上,而任何两条封闭曲线恰好相交于两点,且任何三条封闭曲线不相交于同一点。问这些封闭曲线把平面分割成的区域个数。

l  公式:f(n)=f(n-1)+2(n-1)=n^2-n+1;

l  分析:当(n-1)个圆时,区域数为f(n-1),那么第n个圆就必须与前(n-1)个圆相交,则第n个圆被分为2(n-1)线段,增加了2*(n-1)个区域。

二.      平面分割问题

l  问题描述:n个二维平面,最多可以把一个三位空间分割成多少个区域。

l  公式:f(n)=f(n-1)+g(n-1)=(n^3+5*n)/6+1   ps: g(n)=n(n+1)/2+1;

l  分析:由二维的分割问题可知,平面分割与线之间的交点有关,即交点决定射线和线段的条数,从而决定新增的区域数。试想在三维中则是否与平面的交线有关呢?当有n-1个平面时,分割的空间数为f(n-1)。要有最多的空间数,则第n个平面需与前n-1个平面相交,且不能有共同的交线。即最多有n-1 条交线。而这n-1条交线把第n个平面最多分割成g(n-1)个区域。(g(n)为(1)中的直线分平面的个数)此平面将原有的空间一分为二,则最多增加g(n-1)个空间。

原版博客:http://www.cnblogs.com/chaosheng/archive/2012/01/26/2329583.html

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转载自www.cnblogs.com/l1l1/p/9451712.html
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