话说,几百年前,为抵御外敌,有4个村子围着一个弯弯曲曲的湖建在了一起。如下图所示:
现在,发生了土地纠纷,如果确定B点属于湖内,那么B点所在的区域就属于北寨村的,如果B点属于湖外,那么那么B点所在的区域就属于南寨村的。 现在的问题是,B点到底属于湖内还是湖外? 对于这种问题,我们应该怎么做?
但是……面对上图这种情况,我们又该怎么弄呢? 把房子撬开,看看下面的轮廓,一是代价巨大,二是,这么弄不一定可行,几百年了,地基下的轮廓已经消失了。 怎么办? 咱们可以先找找规律。
注意,1和3都是奇数。
红点与绿点的连线,它们与曲线相交的次数分别为2或者4,而2和4都是偶数。 到这里,我们可总结出这样的规律: 一、闭合曲线,如果两个点都在曲线外,则它们的连线与曲线相交偶数次,同理,如果两个点都在曲线内,则它们的连线与曲线也是相交偶数次。(这里,零也被看作是偶数) 二、闭合曲线,如果两个点,一个在曲线内,一个在曲线外,则它们连线与曲线相交奇数次。
上文提到的规律属于“拓扑学”中的“若尔当曲线定理”。提出者为一个法国数学家卡米尔·若尔当。
若尔当曲线定理不止是对类似上面的问题有用,对一些复杂的闭合曲线更管用。
显然,如果你目不转睛,十分钟后就能找出来,但是,如果你使用若尔当曲线定理,在图外随便一个地方画一个点,连接红点,看看相交几次就知道了,过程只需要30秒。 当然,还有比这更复杂得多的闭合曲线,此时,这个定律就更有用了。 那么,头条的网友们,上图中的那个红点,到底是属于闭合曲线的内部还是外部? |
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