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氯化钡和硫酸银
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西尔维斯特定理:看似简单,却不容易想

(2013-05-23 07:43:54)
标签:

几何

距离

最小数

反证

杂谈

分类: 数学趣题-几何

    给定平面上n个不全共线的点,n≥3,求证:其中存在两个点,它们所连直线上没有其它点。

    题目看上去很简单,解法也不难。但是自从西尔维斯特提出后过了近50年,才有人证出这个结论。

 

    我们考虑这些点中的任意两点确定的直线。显然它们只有有限条(最多n*(n-1)/2),再考虑任意一点到这些直线中任意一条的距离。这些距离一定也是有限个,并且至少有一个大于0(因为n个点不全共线)。这样,一定有一个最小的距离。设点P到直线l的距离为最短距离(如果有多个最短距离,就任取一个最短的),下面证明,直线l上只有两个点。

    反证:若直线l上的点多于两个,设A,B,C顺次是直线l上的三点。如下图。

西尔维斯特定理:看似简单,却不容易想
    由于∠PBA+∠PBC=180°,这两个角一定有一个是直角或钝角,不妨设∠PBA≥90°。这样,在△PAB中,PA>AB,于是B到PA的距离小于P到AB的距离。这与P到l距离的最小性矛盾,结论也就证到了。

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