直径5の円のなかに、10個の点をどのようにとっても、
必ず互いの距離が2より小さい2個の点があることを証明せよ。
直径5の円のなかに、10個の点をどのようにとっても、
必ず互いの距離が2より小さい2個の点があることを証明せよ。
質問<184>の問2と同じ問題ですね。

9個の点は距離2より大きな場所において、10番目の点がどこにおいても
距離2より小さくなることを示す。
これを「The Pigeonhole Principle(鳩小屋の穴の原理)」と言う。
正8角形の1辺の長さは、質問<1231>と同じ余弦定理より、
x^2=(5/2)^2+(5/2)^2-2・(5/2)・(5/2)cos45°
=25/2-(25/2)・(1/\(\sqrt{\quad}\)2)
x>0より、
∴x=\(\sqrt{\quad}\){25/2-(25/2)・(1/\(\sqrt{\quad}\)2)}
=1.913417161825448858642299920152
(電卓により)
≒1.91
1つの三角形の外接円の中心Aからの半径Rを計算すると、
正弦定理より、
1.91
――――=2R
sin45°
1.91 1.91
R=――――――――=――――=1.3505739520663057716056127316203
2・(1/\(\sqrt{\quad}\)2) \(\sqrt{\quad}\)2
≒1.35<2
したがって、
10番目の点はどこにとっても、2点間の距離が2より小さくなる。
「9個の点は距離2より大きな場所において」の意味を詳しく
教えて下さい。
確かに、距離2より大きな9つの点は取れませんね。
上のx=1.91<2ですから。
そうすると、はじめの5つの点は距離2より大きくとれるが、
残りの5つの点は、必ず最初の5点のどれかとの距離は、
2より小さくなりますね。
証明はどう考えればよいのでしょうか?
座標平面の原点を中心とし、直径5,2の円をそれぞれC,D,
直線x=0,y=0,x=y,x=-yをそれぞれp,q,r,sとして、
Cの内部を、Dの内部と、CとDの間をp,q,r,sで分割したものの
計9個の領域に分けるとよいでしょう。(Dの周は、外側の領域に含める)
"Pigeonhole Principle"には、「鳩の巣(箱の)原理」という定訳が
あります。
質問の趣旨とは全く関係ありませんが、ちょっと気になったので。