第十九讲 几何图形的计数问题 在几何中,有许多有趣的计数问题,如计算线段的条数,满足某种条件的三角形的个数,若干个图分平面所成的区域数等等.这类问题看起来似乎没有什么规律可循,但是通过认真分析,还是可以找到一些处理方法的.常用的方法有枚举法、加法原理和乘法原理法以及递推法等. 例1 如图1-65 所示,数一数图中有多少条不同的线段
解 对于两条线段,只要有一个端点不同,就是不同的线段,我们以左端点为标准,将线段分5 类分别计数: (1)以A 为左端点的线段有AB,AC,AD,AE,AF 共5 条; (2)以B 为左端点的线段有BC,BD,BE,BF 共4 条; (3)以C 为左端点的线段有CD,CE,CF 共3 条; (4)以D 为左端点的线段有DE,DF 共2 条; (5)以E 为左端点的线段只有EF 一条. 所以,不同的线段一共有 5+4+3+2+1=15(条). 一般地,如果一条线段上有n+1 个点(包括两个端点),那么这n+1 个点把这条线段一共分成的线段总数为 n+(n-1)+…+2+1=n(n+1)/2 例2 图1-66 中有多少个三角形
解 以OA 为一边的三角形有△OAB,△OAC,△OAD, △OAE,△OAF 共5 个;以OB 为一边的三角形还有4 个(前面已计数过的不再数,下同),它们是△OBC,△OBD,△OBE, △OBF;以OC 为一边的三角形有△OCD,△OCE,△OCF 共3 个;以OD 为一边的三角形有△ODE,△ODF 共2 个;以OE 为一边的三角形有△OEF 一个.所以,共有三角形 5+4+3+2+1=15(个). 说明 其实,不同的三角形数目等于线段AF 中不同线段的条数.一般地,当原三角形的一条边上有n+1 个点(包括两端点)时,它们与另一顶点的连线所构成的三角形总数为n+(n-1)+…+2+1=n(n+1)/2