A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Miután megrajzoltuk egy konvex -szög néhány átlóját a kívánt módon, osztályozzuk a csúcsokat a belőlük induló átlók száma szerint. Fessük is be, mondjuk, sárgára azokat a csúcsokat, amelyekből csak egy átló indul, és barnára, amelyből több. Ha van barna csúcs, a belőle induló átlók legyezőszerűen szétterülnek, közülük a többiekhez viszonyított helyzetük alapján kettőt szélsőnek, a többit, ha van ilyen, belsőnek mondunk. Megmutatjuk, hogy egy barna csúcsból induló bármely belső átló másik végpontja csak sárga lehet. Az ilyen átló ugyanis úgy vágja ketté a síkot, hogy a barna végpontjából induló két szélső átló különböző félsíkokban. van. Emiatt azokat egyszerre egyetlen, a belső átló másik végpontjából induló szakasz sem metszheti. Küldjünk most képzeletben minden megrajzolt átlóra két-két katonát a következő paranccsal. Ha az átlónak csak egy sárga végpontja van, akkor menjenek mindketten oda, különben egyikük az egyik, másikuk a másik végpontba menjen. A parancs végrehajtása után minden csúcsba legfeljebb két katona érkezhet be, hiszen
‐ sárga csúcsba csak az oda befutó átló katonái mehetnek; ‐ barna csúcsba csak a két szélső átló katonái mehetnek.
Így tehát legfeljebb katonánk, vagyis legfeljebb megrajzolt átlónk lehet.
Végül megmutatjuk, hogy ha , akkor ez a felső korlát el is érhető. (Ha , akkor eleve nincs átlónk, így a korlát nyilván nem érhető el. Az és esetek azonban könnyen elintézhetőek, hiszen az elsőben nincs átló, a másodikban pedig két, egymást metsző átló van.) Legyen , , , , az -szög öt egymás utáni csúcsa. Rajzoljuk meg az , , , , átlókat, és ha , a -ből induló összes további átlót. A megrajzolt átlók közül ‐ a -ből indulóknak a közös végpontjuk, ‐ bármely -ből induló átló metszi az , , átlókat, hiszen bármely -ből induló átló egyenese elválasztja egymástól az ‐ , ‐ , ‐ párok tagjait, és mivel a sokszög konvex, a metszéspont csak az átlón keletkezhet; ‐ az , , illetve , átlóknak közös végpontjuk van, és pedig metszik egymást. A kérdezett szám tehát , ha , és különben.
Megjegyzés. Ha átlók helyett oldalakat is megengedünk, akkor mindig a kérdezett maximum.
|