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有趣的“点猜想”证明

2008-02-23王美艳

中学数学杂志(高中版) 2008年1期
关键词:短距离条线仔细观察

王美艳

“点猜想”是对数学家的一个有趣的挑战,这个挑战涉及一系列的点,它们彼此之间都有直线相连接.数学家们与之对峙了几十年,很不幸,他们失败了.此时,他们也许认为这是一个非常难以攻克的大难题.可是,上天好好地捉弄了他们一次,一个聪明者找到了一个非常巧妙非常简单的方法,这让数学家们对自己的行为啼笑皆非,因为解证只涉及了极少的数学,只不过多用了几分计谋,是每一个学过平面几何的人都能轻易看懂的.

先来具体给出“点猜想”:在平面上给出有限个点(不能共线),且任意两点之间都有直线相连,则至少有一条直线,上面仅有两个点.例如

图1中有5个点,6条线,其中4条线上只有两个点,图2中有6个点,7条线,其中有3条线上只有两个点.

下面与大家一起分享这个猜想的有趣证明.

首先,对每个点做出它到最近的直线之间的距离,通过它的直线不算在内,确定所有距离中最短的那个,不妨设此最短距离由点D和直线L确定,则L上至少有两个点A,B,下面就可以很容易证明L上仅有两个点.

反正法.假设L上还有第三个点C,则在点C与点D之间有直线CD,分两种情况讨论.

(1) 点C在线段AB之外.

此时可得B点到直线CD的距离BF,我们说一定有BF

那么,为什么一定有BF

(2) 点C在线段AB之内.

这里是不是也不用再罗嗦了?稍微动一下聪明的脑筋,结论就出来了.

数学中还有很多很多有趣的问题等待我们去探讨去研究.比方说,26是宇宙中唯一一个存在于平方数和立方数之间的数字(当然是在整数范围内考虑):25,26,27.是不是感觉有点不可思议?这是大数学家费马早在17世纪发现的一个结论,并给予证明.这些似乎都是在我们身边的东西,并且天天与之接触,怎么就没有发现呢?

数学是个无穷的乐园,希望大家都能积极到里面去开发自己的智慧,享受其中的美妙乐趣!

注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”

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