在边长为1的正三角形内,至少放置()个点就可以保证必有两点它们之间的距离不大于1/6

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  • 解 用极限观点.在边长为1的正三角形ABC的边AB上截取AD=5(1+ε)/6,在AC上截取AE=5(1+ε)/6.把三角形ADE剖分成25个全等的小三角形,这些小三角形的顶点共1+2+……+6=21个,其中任意两个的距离不小于(1+ε)/6,这里ε是任意小的正数.

    要底为(1+ε)/6、腰为1/6的等腰三角形的高>梯形BCED的高,即

    √{(1/6)2-[(1+ε)/12]2}>√3/2-√3*5(1+ε)/12,

    两边都乘以12,得

    √(3-2ε-ε2)>√3*(1-5ε),

    平方得

    3-2ε-ε2>3(1-10ε+25ε2),

    化简得28ε-76ε2>0,

    因ε为任意小的正数,故上式成立,又上述推理可逆,所以底为(1+ε)/6、腰为1/6的等腰三角形的高>梯形BCED的高.于是以DE上6个顶点为圆心,1/6为半径作充分大的扇形,就可覆盖梯形BCED.在梯形BCED中任意放入一点,它必与DE上6个顶点之一的距离小于1/6.

    总之,在边长为1的正三角形内,至少放置22个点就可以保证其中必有两个点,它们之间的距离不大于六分之一.

    一般地,在边长为1的正三角形内,至少放置n(1+n)/2+1个点就可以保证其中必有两个点,它们之间的距离不大于n分之一,这里n是大于2的整数;在边长为1的正三角形内,至少放置(n+1)(n+2)/2+1个点就可以保证其中必有两个点,它们之间的距离小于n分之一, 这里n是大于3的整数.