2018年9月11日 星期二

切100刀最多可以把薄餅分成多少份?


相信大家都有試過切薄餅吧?不知道大家有沒有想過如何用最少刀把薄餅分成最多份?如果用100刀(只限用直線去切)又最多可以把薄餅切成多少份?

我們不妨從較簡單的例子開始考慮。切1刀最多可以把薄餅分成2份,切2刀最多可以把薄餅分成4份,切3刀最多可以把薄餅分成7份,切4刀最多可以把薄餅分成11份。留意,4-2=27-4=311-7=4。似乎切第n刀就可以為先前已分好的薄餅再額外分多n份。



為什麼如此呢?其實我們切第n刀的時候,只要選擇一條與之前的n-1條直線都相交,但又沒有與之前直線的相交點相交的直線去切下去,不難理解這個切法就可以額外分多n+1份薄餅。只要每一刀都用這個方法去切,就可以分多最多份的薄餅。

理論上,這條直線一定存在。在切第n條線的時候,我們只要從n-1條之前切的直線中任選一條,設它是l。選l上面任何一點沒有與其他n-2條直線相交的點,設它為x,讓l沿x作微小的旋轉,設新的直線為l’。由於l與其他n-2條直線相交,l’也與其他n-2條直線相交,而且l’也與l相交於x,所以l必與已之前切的n-1條直線相交。這樣就可以切到額外的n份薄餅。



根據這個原理,設用100刀最多可以把薄餅切成1+1+2+3+4+...+100份,即5051份。

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