נקודות עם קואורדינטות שלמות

עריסטו

Active member
נקודות עם קואורדינטות שלמות

נכון או לא נכון: א. לכל n טבעי, קיים ריבוע המכיל בדיוק n נקודות בעלות קואורדינטות שלמות. ב. לכל n טבעי, קיים מעגל המכיל בדיוק n נקודות בעלות קואורדינטות שלמות.
 
../images/Emo35.gifשאלה

אולי התכוונת לקיים ריבוע שאורך הצלעות שלו הן n? כי אם לא אני פשוט בוחר (בהגזמה) שהצלע n^3 כנ"ל למעגל.
 

גיל14

New member
הממ...../images/Emo58.gif

לדעתי לא קיים ריבוע עם בדיוק 3 נקודות בעלות קואורדינטות שלמות. אני צודק? לגבי מעגל, אותו כנ"ל. הרי אם הוא מכיל נקודה, הוא אמור להכיל נקודה נגדית, לא?
 

Gaius Octavius

New member
לא מסכים -

מעגל יכול גם להכיל מספר אי-זוגי אם נקודת האמצע שלו שלמה. העניין הוא שאז הוא יכול, לדעתי, להכיל רק בקפיצות של 4: 1, 5, 9 וכו', מאחר ואם נקודת האמצע שלו שלמה, אז הוא בעצם "כלוא" בריבוע בעל 8 נקודות שלמות על צלעותיו - כדי להכיל אחת מהן (המרכזיות שבצלעות), על המעגל להכיל גם אחרות. וכך גם הלאה.
 

עריסטו

Active member
חידות המשך

נכון או לא נכון: (עבור אלה אני יודע את הפתרון אבל אין לי הוכחה) ג. לכל n טבעי, קיים עיגול ששטחו n והמכיל בדיוק n נקודות בעלות קואורדינטות שלמות. ד. לכל n טבעי, קיים מעגל שעל היקפו בדיוק n נקודות בעלות קואורדינטות שלמות.
 

עריסטו

Active member
הבהרה

הכוונה אינה ש-n הנקודות נמצאות על המעגל, אלא שהן נמצאות בתוך המעגל. גם לגבי הריבוע אותו דבר. כך גם בסעיף ג' בחידת ההמשך.
 
תשובה ל- ב'

נכון: יהיו a,b שני מספרים ממשיים שהם בלתי תלויים אלגברית מעל הרציונליים: כלומר, לא קים פולינום בשני משתנים, אשר אינו זהותית 0, אשר הצבת הזוג a,b בו נותנת 0. נתבונן במעגל שמרכזו הנקודה ששיעוריה a,b ורדיוסו R: ככל שנגדיל את R מספר הנקודות בתוך המעגל יגדל, אולם בכל פעם שהמספר גדל הוא גדל ב- 1, כי לא ייתכן שעבור R נתון תהיינה שתי נקודות על שפת המעגל: הרי אם יש שתי נקודות x,y ו- x',y' zz שהן בעלות שיעורים שלמים ומרחקן מהמרכז הוא R, אז
(x-a)^2+(y-b)^2=(x'-a)^2+(y'-b)^2​
וקיבלנו תלות אלגברית בין a,b. מכיוון שמספר הנקודות בתוך המעגל קופץ בכל פעם ב- 1, מתקבלים כל הערכים השלמים.
 

עריסטו

Active member
../images/Emo127.gif אני התכוונתי לפתרון דומה

לא קשה להוכיח כי אין שתי נקודות בעלות קואורדינטות שלמות שמרחקיהן מהנקודה zzz (sqrt(2),1/3) zzz שווים. מתקבל פתרון דומה לשלך.
 
תשובה ל- א'

גם כאן התשובה היא חיובית. (בהמשך נקצר: נקודה שלמה = נקודה בעלת שיעורים שלמים) בהמשך לפתרון על המעגל, נתאר תהליך דומה שבו אנחנו "מנפחים ריבוע" עם קודקוד אחד קבוע A שאינו נקודה שלמה. כמו כן, נבחר את השיפוע שבו נוטה הריבוע כך שהשיפוע לא יהיה מספר רציונלי (ולכן, בכל ניפוח של הריבוע לא יהיו שתי נקודות שלמות על אותה הצלע), וכך שעל שתי הצלעות שיוצאות מ- A לעולם לא יהיו נקודות שלמות (גם את זה אין בעיה לעשות כי פסלנו רק מספר בן מניה של שיפועים). כעת, בכל שלב ננפח עד שניתקל בנקודה על השפה. על פי האמור לעיל, יש שתי אפשרויות: א) נוספה רק נקודה אחת חדשה- והכל תקין. ב) נוספו שתי נקודות חדשות על השפה- אחת על כל צלע שאינה יוצאת מ- A. במקרה זה נסובב את הריבוע מעט קט, כאשר מרכז הסיבוב הוא בנקודה A. בצורה כזו נקודה אחת מהחדשות תיכנס אל פנים הריבוע, והשניה תצא מהריבוע. וכאשר זוית הסיבוב קטנה מספיק, הדבר לא יגרום ליציאה של נקודות קימות או כניסה של נקודות חדשות. כמו כן, נדאג שהשיפוע החדש שבו נמצא הריבוע עדיין מקיים את התנאים המקוריים. כעת, אפשר להמשיך בתהליך. מש"ל.
 

srulikbd

New member
יפה מה בנוגע לאלגוריתם למציאת הנקודות?

זה נראה הגיוני שהקוטר (המרחק המקסימלי בין 2 נקודות) יהיה מינימלי, ושהצורה תשאף לריבוע עבור מס' גדול של נק'.
 
אלגוריתם

את הפתרון שנתתי אפשר לתרגם לאלגוריתם. (בכל שלב, מס' הנקודות בסביבה של הריבוע סופי ולכן אפשר למצוא מהי הנקודה הראשונה שתיכנס לניפוח של הריבוע). זה ברור שצורת הנקודות שואפת לריבוע (אם תיקח למשל ריבוע בגודל 1000X1000, תצייר את כל הנקודות בתוכו ותקטין מחדש לגודל 1X1, תקבל כמליון נקודות המתארות ריבוע 1X1 ברזולוציה גבוהה מאד).
 

עריסטו

Active member
חשבתי על הכללה ../images/Emo26.gif

נכון או לא: לכל n טבעי ולכל צורה דו-ממדית S (ששטחה גדול מאפס), קיימת צורה הדומה ל-S והמכילה בדיוק n נקודות בעלות קואורדינטות שלמות. לכל n טבעי ולכל צורה דו-ממדית S (ששטחה גדול מאפס), קיימת צורה הדומה ל-S המכילה בדיוק n נקודות בעלות קואורדינטות שלמות, וששטחה הוא n. אני לא יודע מה הפתרון...
 
למעלה