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第5問

任意の自然数 mm に対し、平面上の有限集合 SS で、SS の各点 AA から距離1にある SS の点がちょうど mm 個となるものが存在することを証明せよ。各点 AA はこの性質を満たす。
ステップ 5/6: 不要な交差隣接をすべて排除する
∣(a−c)+eiθ(b−d)∣2=1|(a-c)+e^{i\theta}(b-d)|^2=1
詳しい解説

予期しない単位距離対は、有限個の a,c,b,da,c,b,d の選択に対して ∣(a−c)+eiθ(b−d)∣2=1|(a-c)+e^{i\theta}(b-d)|^2=1 を満たす。この展開は eiθe^{i\theta} に関する高々 22 次の非自明な方程式なので有限個の回転だけを排除する。θ\theta をそれらすべてから避ければ追加の隣接点はない。