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第3题

求所有整数 n>3n>3,使得平面上存在 nn 个点 A1,…,AnA_1,\ldots,A_n,任意三点不共线,以及实数 r1,…,rnr_1,\ldots,r_n,使任意互异的 i,j,ki,j,k 所对应三角形 AiAjAkA_iA_jA_k 的面积等于 ri+rj+rkr_i+r_j+r_k。
第 3/4 步:在任意五点构型中迫使权重相等
通俗地说

凸包分类都给出同一个线性关系。

r4=r5r_4=r_5
详细分析

若凸包为五边形,将两个四边形分解为三角形得 r1+r3=r2+r4r_1+r_3=r_2+r_4 与 r1+r3=r2+r5r_1+r_3=r_2+r_5,故 r4=r5r_4=r_5。若凸包为四边形,适当选取内部点,由两个类似四边形得 r3=r5r_3=r_5。若凸包为三角形,用两个内部点分别将其分成三个三角形并比较总面积,得 r4=r5r_4=r_5。故任意五点构型都有两个权重相等,与上一步矛盾。