Назад
Задача

На какое самое большее число частей можно разбить пространство пятью сферами?

Решение

Пустьan— наибольшее число частей, на которые разбивают сферуnокружностей,bn— наибольшее число частей, на которые разбивают пространствоnсфер. Ясно, чтоa1= 2 иb1= 2. Покажем, чтоan=an - 1+ 2(n- 1) иbn=bn - 1+an - 1. Прежде всего заметим, что число частей будет наибольшим в том случае, когда никакие три окружности не пересекаются в одной точке и, соответственно, никакие четыре сферы не пересекаются в одной точке и никакие три сферы не имеют общей окружности. Действительно, иначе число частей всегда можно увеличить, слегка пошевелив окружности (сферы). Пусть на сфере даноnокружностей, никакие три из которых не пересекаются в одной точке. Фиксируем одну из них. Оставшиеся окружности разбивают сферу не более чем наan - 1частей, причём возможна конфигурация, когда они разбивают сферу наan - 1частей. Фиксированная окружность пересекает остальные окружности не более чем в 2n- 2 точках, причём случай, когда число точек пересечения равно 2n- 2, возможен. Точки пересечения разбивают фиксированную окружность на 2n- 2 частей; каждая их этих частей окружности добавляет одну новую часть разбиения сферы. Поэтомуan=an - 1+ 2(n- 1). Равенствоbn=bn - 1+an - 1доказывается аналогично. Таким образом,a2= 4,a3= 8,a4= 14 иb2= 4,b3= 8,b4= 16,b5= 30.

Ответ

На 30 частей.

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет