質問<1226>2003/5/22
from=ハルカ
「証明」


直径5の円のなかに、10個の点をどのようにとっても、
必ず互いの距離が2より小さい2個の点があることを証明せよ。


お返事2003/5/27
from=武田


質問<184>の問2と同じ問題ですね。

9個の点は距離2より大きな場所において、10番目の点がどこにおいても
距離2より小さくなることを示す。
これを「The Pigeonhole Principle(鳩小屋の穴の原理)」と言う。

正8角形の1辺の長さは、質問<1231>と同じ余弦定理より、
x^2=(5/2)^2+(5/2)^2-2・(5/2)・(5/2)cos45°
  =25/2-(25/2)・(1/√2)
x>0より、
∴x=√{25/2-(25/2)・(1/√2)}
  =1.913417161825448858642299920152
   (電卓により)
  ≒1.91

1つの三角形の外接円の中心Aからの半径Rを計算すると、
正弦定理より、
1.91
――――=2R
sin45°

    1.91   1.91
R=――――――――=――――=1.3505739520663057716056127316203
  2・(1/√2)  √2

 ≒1.35<2
したがって、
10番目の点はどこにとっても、2点間の距離が2より小さくなる。


お便り2003/5/28
from=juin


「9個の点は距離2より大きな場所において」の意味を詳しく
教えて下さい。


お返事2003/5/28
from=武田


確かに、距離2より大きな9つの点は取れませんね。
上のx=1.91<2ですから。
そうすると、はじめの5つの点は距離2より大きくとれるが、
残りの5つの点は、必ず最初の5点のどれかとの距離は、
2より小さくなりますね。
証明はどう考えればよいのでしょうか?


お便り2003/5/31
from=ニースケンス


座標平面の原点を中心とし、直径5,2の円をそれぞれC,D,
直線x=0,y=0,x=y,x=-yをそれぞれp,q,r,sとして、
Cの内部を、Dの内部と、CとDの間をp,q,r,sで分割したものの
計9個の領域に分けるとよいでしょう。(Dの周は、外側の領域に含める)


お便り2003/7/9
from=Tetsuya Kobayashi


"Pigeonhole Principle"には、「鳩の巣(箱の)原理」という定訳が
あります。
質問の趣旨とは全く関係ありませんが、ちょっと気になったので。