Формула Пика

Формула Пи́ка (или теорема Пи́ка) — классический результат комбинаторной геометрии и геометрии чисел, даёт выражение для площади многоугольника с целочисленными вершинами.

Названа в честь Георга Пика, доказавшего её в 1899 году.

Формулировка

В = 7, Г = 8,
В + Г/2 − 1 = 10

Площадь многоугольника с целочисленными вершинами[1] равна

В + Г / 2 − 1,

где В — количество целочисленных точек внутри многоугольника, а Г — количество целочисленных точек на границе многоугольника.

Следствия

  • Площадь треугольника с вершинами в узлах и не содержащего узлов ни внутри, ни на сторонах (кроме вершин), равна 1/2.
    • Этот факт даёт геометрическое доказательство формулы для разности подходящих дробей цепной дроби.

Вариации и обобщения

Контрпример к аналогу теоремы Пика в размерности 3.
  • Если все грани целочисленного многогранника центрально симметричны (в частности если многогранник является зонэдром) то его объём может быть вычислен по формуле
где суммирование ведётся по всем целочисленным точкам и телесный угол при ; если лежит внутри , то считается что .[2]
  • Аналогичное утверждение верно и в -мерном Евклидовом пространстве
где обозначает площадь единичной сферы в .

Примечания

  1. Точка координатной плоскости называется целочисленной, если обе её координаты целые.
  2. Tabachnikov, Sergei, Pierre Deligne, and Sinai Robins. The Ice Cube Proof (англ.) // The Mathematical Intelligencer. — 2014. Vol. 36, no. 4. P. 1-3.

Ссылки

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.