Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет superhuman ([info]superhuman)
@ 2013-12-03 09:47:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Задача о разрезании пиццы: на сколько максимально областей можно разделить плоскость n прямыми?

У Кнута, Конкретная математика, ответ - просто полином. А вот в другой книге, Catalan numbers with applications, приводится ответ для аналогичной задачи о разрезании торта - через биномиальные коэффициенты, и ответ этот поразительно красивый.

Вообще, вижу три варианта обобщения:
1) до размерности k
2) усложняя "разрез", как Кнут дальше
3) разрезая другие топологические пространства
посредине между 2) и 3) - изучение более тонкие свойств разрезов * * *

Первый путь более естественный и, кроме того, нашему пониманию даёт гораздо больше, чем просто плоская задача. "На сколько максимально областей можно разбить пространство размерности k при помощи n разрезов - гиперплоскостей?" Ответ: (n, k) + ... + (n, 1) + (n, 0).

У такого ответа, думал я, не может не быть доказательства перечислением (enumerative argument). И действительно, сообразил вот так. Эти гиперплоскости не должны быть параллельными и перескаться более, чем по k. Введём ось (направление), неперпендикулярное этим гиперплоскостям. Найдём точку пересечения с миниимальной координатой и проведём "под ней" гиперплоскость, перпендикулярную оси. Над этой плоскостью - (n, k) точек пересечения, каждая - вершина политопа, находящегося "выше" этой точки. То есть, координата на каждой гиперплоскости - грани этого политопа, прилегающей к этой вершине, - растёт. Пронумеруем эти (возможно, неограниченные) политопы, их как раз k-из-n. Что осталось? Только политопы, "бесконечные вниз", то есть, с вершиной, где хотя бы на одной из граней координата уменьшается. Эти политопы, очевидно, пересекают нашу "базисную" гиперплоскость "внизу". Причём в проекции на неё они дают гипермногоугольники, биективно соответствующие им самим. Присмотримся к этой проекции - да это ведь та же задача, только в пространстве на размерность меньше! Отсюда сразу ответ: (n, k) + ответ на задачу в (k-1)-мерном пространстве. Ну, и так до нольмерного пространства, где ответ очевиден.


(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)


[info]phantom
2013-12-04 01:06 (ссылка)
Нет, здесь классическая задача. Если сдвигать куски пространства, это уже и разрезы не прямые будут. Да и бесконечное пространство как-то приятнее резать. :)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]666
2013-12-04 01:16 (ссылка)
зато есть физический смысл!

а вот в твою формулу я подставил k=2 или 3 , и n=1
и чего-то не понимаю

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2013-12-04 02:31 (ссылка)
k = 2, n = 1: N = (1, 2) + (1, 1) + (1, 0) = 0 + 1 + 1 = 2. Это плоскость делится одним разрезом на 2 части. То же и в трехмерном случае, 2 части. Вроде все понятно. Вот для двумерной пиццы картинки: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D1%83%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B0

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]666
2013-12-04 03:07 (ссылка)
про пиццу/торт как раз понятно,
не понимаю почему так:
(1,2) = 1! / (2!*(2-1)!) = 0.5 = 0
округление до меньшего целого ?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2013-12-04 09:32 (ссылка)
Факториал отрицательного числа не определён. Но биномиальный коэффициент равен нулю. Типа количество способов выбрать 2 элемента из одного,

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -