求证:长为4R的闭曲线,一定可以被半径为R的圆覆盖

2个回答

  • D_D_fly说得太简略了,“若不能被半径为R的圆覆盖,则闭曲线形成的图形满足某一方向上长度超过2R”这一句是很不明晰的,而且由此也不能简单地推出原命题,没那么显然.按照D_D_fly的思路,我想可以这样具体化:

    设此闭曲线为Ω.

    在平面上任选一个方向,沿这一方向作直线a,使a与Ω相切.(Ω与直线a相切可以这样定义:直线a将平面分成两部分,使其中的一部分没有Ω中的点,并且直线与Ω有公共点.)

    同样,我们也可以做平行于a的直线b,使b与Ω相切.并且Ω在a与b的异侧.这也就保证了Ω在a与b中间.

    由于Ω是一个周长有限的闭曲线,所以a和b都是存在的.(感觉上也是唯一的,不过不必证明它)

    下面说明a与b的距离不大于2R.若不然,则存在点

    P1 ∈ a ∩ Ω,

    P2 ∈ b ∩ Ω,

    使得|P1P2| > 2R.

    但是P1,P2 ∈ Ω,从而经过P1,P2两点的闭曲线Ω周长必大于4R,矛盾!这就证明了a与b的距离不大于2R.

    然后由a,b方向的任意性,我们就证明了在任一方向上Ω都在距离2R以内的两直线之间.

    下面我不大会说明了……怎么继续构造出这个圆呢?不过不远了吧.