Si considerino n punti sul bordo di un cerchio C. Qual è il numero massimo di regioni in cui si può suddividere C se si uniscono i punti a due a due con linee rette?
Per 1, \,2, \,3, \,4, \, 5 punti si trova facilmente, lavorando un po' con carta e penna, che tale numero è rispettivamente pari a 1, \, 2, \, 4, \, 8, \,16. Si sarebbe tentati di credere che questa semplice serie di raddoppi continui, e che il numero massimo di regioni sia in ogni caso 2^{n-1}. Sorprendentemente, questa intuizione si rivela fallace: per n=6 si ottiene un numero massimo di regioni pari a 31 invece che a 32, come mostra la figura seguente (tratta da [G81]).
Infatti, la formula corretta per il massimo numero di suddivisioni è n + \binom{n}{4} + \binom{n-1} {2}, i cui valori sono tabulati nella successione OEIS A000127. Tale numero coincide con il numero massimo di regioni in cui lo spazio 4-dimensionale \mathbb{R}^4 può essere suddiviso da n-1 iperpiani.
Riferimenti
[G81] M. Gardner: Circo Matematico (Sansoni 1981), pp. 203-204.
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