1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : نظرية البيان :

Happy End Problem

المؤلف:  Borwein, J. and Bailey, D

المصدر:  Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters,

الجزء والصفحة:  ...

18-5-2022

2552

Happy End Problem

 

HappyEndProblem

The happy end problem, also called the "happy ending problem," is the problem of determining for n>=3 the smallest number of points g(n) in general position in the plane (i.e., no three of which are collinear), such that every possible arrangement of g(n) points will always contain at least one set of n points that are the vertices of a convex polygon of n sides. The problem was so-named by Erdős when two investigators who first worked on the problem, Ester Klein and George Szekeres, became engaged and subsequently married (Hoffman 1998, p. 76).

Since three noncollinear points always determine a triangle, g(3)=3.

HappyEndProblem4

Random arrangements of n=4 points are illustrated above. Note that no convex quadrilaterals are possible for the arrangements shown in the fifth and eighth figures above, so g(4) must be greater than 4. E. Klein proved that g(4)=5 by showing that any arrangement of five points must fall into one of the three cases (left top figure; Hoffman 1998, pp. 75-76).

HappyEndProblem8

Random arrangements of n=8 points are illustrated above. Note that no convex pentagons are possible for the arrangement shown in the fifth figure above, so g(5) must be greater than 8. E. Makai proved g(5)=9 after demonstrating that a counterexample could be found for eight points (right top figure; Hoffman 1998, pp. 75-76).

As the number of points n increases, the number of k-subsets of n that must be examined to see if they form convex k-gons increases as (n; k), so combinatorial explosion prevents cases much bigger than n=5 from being easily studied. Furthermore, the parameter space become so large that searching for a counterexample at random even for the case n=6 with k=12 points takes an extremely long time. For these reasons, the general problem remains open.

g(6)=17 was demonstrated by Szekeres and Peters (2006) using a computer search which eliminated all possible configurations of 17 points which lacked convex hexagons while examining only a tiny fraction of all configurations.

Erdős and Szekeres (1935) showed that g(n) always exists and derived the bound

 2^(n-2)+1<=g(n)<=(2n-4; n-2)+1,

(1)

where (n; k) is a binomial coefficient. For n>=4, this has since been reduced to g(n)<=g_1(n) for

 g_1(n)=(2n-4; n-2)

(2)

by Chung and Graham (1998), g(n)<=g_2(n) for

 g_2(n)=(2n-4; n-2)+7-2n

(3)

by Kleitman and Pachter (1998), and g(n)<=g_3(n) for

 g_3(n)=(2n-5; n-2)+2

(4)

by Tóth and Valtr (1998). For g(6), these bounds give 71, 70, 65, and 37, respectively (Hoffman 1998, p. 78).

The values of g_3(n) for n=6, 7, ... are 37, 128, 464, 1718, ... (OEIS A052473).


REFERENCES

Borwein, J. and Bailey, D. Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters, p. 78, 2003.

Chung, F. R. K. and Graham, R. L. "Forced Convex n-gons in the Plane." Discr. Comput. Geom. 19, 367-371, 1998.

Erdős, P. and Szekeres, G. "A Combinatorial Problem in Geometry." Compositio Math. 2, 463-470, 1935.

Hoffman, P. The Man Who Loved Only Numbers: The Story of Paul Erdős and the Search for Mathematical Truth. New York: Hyperion, pp. 75-78, 1998.

Kleitman, D. and Pachter, L. "Finding Convex Sets among Points in the Plane." Discr. Comput. Geom. 19, 405-410, 1998.

Lovász, L.; Pelikán, J.; and Vesztergombi, K. Discrete Mathematics, Elementary and Beyond. New York: Springer-Verlag, 2003.

Sloane, N. J. A. Sequence A052473 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Szekeres, G. and Peters, L. "Computer Solution to the 17-Point Erdős-Szekeres Problem." ANZIAM J. 48, 151-164, 2006.

Tóth, G. and Valtr, P. "Note on the Erdős-Szekeres Theorem." Discr. Comput. Geom. 19, 457-459, 199

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي