一個有意思的問題:正方形有2條對角線,它們相交于中心點,但不會在除中心點以外的點相交。
比如正五邊形,它有5條對角線,它們不會相交于中心點,但會在除中心點以外的點相交。這樣的交點有5個,每個交點都是由通過不同頂點的2條對角線相交而成。
也就是說,穿過除中心點外的任意一個交點的對角線的最大數目是2。
正六邊形有9條對角線
它們能相交于中心點,也會在除中心點外的點相交。除中心點外,對角線的交點共有12個。每個交點也是由通過不同頂點的2條對角線相交而成。穿過除中心點外的任意一個交點的對角線的最大數目也是2。
正七邊形有14條對角線
它們不能相交于中心點,但會在除中心點以外的點相交。這樣的交點有35個。每個交點也是由通過不同頂點的2條對角線相交而成。穿過除中心點外的任意一個交點的對角線的最大數目還是2。
正八邊形有20條對角線
它們能相交于中心點,也會在除中心點外的點相交。除中心點外,對角線的交點有48個。與前面不同的是,除中心點外,有一部分交點上穿過了2條對角線,另一部分則穿過了3條對角線,但不會大于3條。也就是說,穿過除中心點外的任意一個交點的對角線的最大數目是3。
問題來了,正n邊形有n(n-3)/2條對角線,穿過除中心點外的任意一個交點的對角線的數目是多少呢?
我們不妨假設它為x,根據前面的經驗,x可能是2,可能是3,也可能是4?5?6?7?或者更大?好像有無限種可能。
總之,你肯定會覺得它會隨著n的無限增大而增大吧?
但實際情況可能完全超出你的想象。這個數字并不大,甚至相對于n的無限大和無限可能,x小得有些可憐,而且它只能在一個相當狹小的范圍內活動。
真正的答案是:不管n是多少,x的最大值是 7,不會更大了。
什么時候x等于7呢?當n等于30,或n是30的倍數的時候。比如正30邊形、正60邊形、正90邊形。
也就是說,正n邊形中,匯聚于同一個點(中心點除外)的對角線的數目總是小于或等于7。聽起來似乎有點不可思議,但事實就是如此。