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==이 항목의 스프링노트 원문주소==
 
 
* [[픽의 정리(Pick's Theorem)]]
 
 
 
 
 
 
==개요==
 
==개요==
 +
* 꼭지점이 격자위에 놓여 있는 다각형의 넓이를 구하는 공식
 +
* 다각형의 내부에 있는 격자점의 개수를 <math>I</math>, 경계에 있는 격자점의 수를 <math>B</math>라 하면, 다각형의 넓이 <math>A</math>는 다음과 같이 주어진다
 +
:<math>
 +
A=I+B/2-1
 +
</math>
  
우리가 다룰 대상은 그 꼭지점이 격자위에 놓여 있는 다각형으로 원과 연결상태가 같은 다각형이다. 다각형이 넓이가 클수록 그 안에 또는 그 변위에 있는 격자점이 많을 것이라는 생각이 드는가? 이 너무나도 자연스럽고 당연한 생각이 우리의 여정의 출발점이다. 왜냐하면 이것은 이미 그들의 관계가 일차식임을 말해주고 있기 때문이다. 우리의 목표는 이 관계를 좀 더 정교하게 알아내는 것이다.
+
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
==몇가지 예==
 
 
 
 
 
 
 
다각형의 내부에 있는 점은 푸른색이고, 경계에 있는 점은 빨간색으로 표시되어 있다.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
{|
 
|-
 
|
 
|-
 
| 내부
 
| 경계
 
| 넓이
 
|-
 
| 6
 
| 6
 
| 8
 
|}
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
{|
 
|-
 
|
 
|-
 
| 내부
 
| 경계
 
| 넓이
 
|-
 
| 5
 
| 10
 
| 9
 
|}
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
{|
 
|-
 
| <br>
 
|-
 
| 내부
 
| 경계
 
| 넓이
 
|-
 
| 14
 
| 12
 
| 19
 
|}
 
 
 
 
 
 
 
다각형의 넓이와 점의 개수 사이에서 어떤 관계가 관찰되는가?
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
{|
 
|-
 
| 내부(I)
 
| 경계(B)
 
| 넓이(A)
 
|
 
|-
 
| 6
 
| 6
 
| 8
 
|-
 
| 5
 
| 10
 
| 9
 
|-
 
| 14
 
| 12
 
| 19
 
|}
 
 
 
 
 
 
 
표의 오른쪽에 나와 있는 공식이 바로 우리가 증명해야 할 것이다.
 
 
 
 
 
 
 
'''증명의 뼈대를 이해하자.'''
 
 
 
 
 
 
 
우리는 곧 V라고 하는 함수를 정의할 것이다. 이 함수가 우리의 증명에 결정적인 역할을 한다.
 
 
 
 
 
 
 
<blockquote>
 
증명과정은 크게 두 과정으로 나눌 수 있다.<br> 첫째는, V라는 함수의 값이 다각형의 넓이와 같다는 것을 보이는 과정이고,<br> 둘째는, V의 값을 정의대로 계산하는 과정이다.
 
</blockquote>
 
 
 
 
 
 
 
즉 다각형의 넓이와 V를 계산한 결과를 비교하면 우리는 원하는 것을 손에 넣게 된다.
 
 
 
 
 
 
 
'''V를 정의하자'''
 
 
 
 
 
 
 
위에서 말한대로 이제는 V를 정의할 차례이다.<br> V는 다각형 P에 대한 함수라 할 수 있는데, 다각형의 내부에 있는 점에 대해서는 2Pi, 다각형의 꼭지점이 아닌 경계의 점에 대해서는 Pi, 꼭지점에 대해서는 그 내각의 크기 만큼의 값을 주고 모두 더한 뒤에 2Pi로 나눈 값이다.
 
 
 
 
 
 
 
이해를 돕기 위하여 예를 하나 들어보자.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
V를 계산한 과정에 대해서 잘 이해하고, 사다리꼴의 넓이와 방금 구한 값이 9로 일치함을 확인하자.'''이제는 본격적인 증명이다.'''
 
 
 
 
 
 
 
구체적인 작업에 앞서 이제 논의를 네 단계로 나눈다.
 
 
 
 
 
 
 
<blockquote>
 
P1 :V(P)는 다각형을 작게 쪼개어 각각 계산한뒤 더해도 된다.<br> P2 :격자삼각형에 대하여 V(p)=Area(p)이다.<br> P3 :격자다각형에 대하여 V(p)=Area(p)이다.<br> P4 : 이다.
 
</blockquote>
 
 
 
 
 
 
 
'''P1: V(P)는 다각형을 작게 쪼개어 각각 계산한뒤 더해도 된다.'''<br> 처음에 들었던 복잡한 도형을 가지고 생각해 보자.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
이 다각형에 대하여 V값을 생각해 볼 수 있다.<br> 다음엔 다각형을 그림과 같이 두 개로 나누어 보자.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
두 개의 다각형에 대하여 각각의 V값을 구해 보자. 각각 구한 두 개의 V를 더하면 원래 다각형과 같을 것이다. 이유는? 보이는 대로 믿으면 된다. 결과를 요약하자면 다음과 같다.<br>'''커다란 다각형의 V값을 구하고 싶다면 작은 다각형들로 쪼개서 따로따로 V값을 구한 뒤에 더하면 된다. 물론 두 개 이상으로 쪼개도 된다.'''<br> 다소 직관적인 논의였지만, 우리가 끌어낸 사실은 매우 의미심장하다. 그 이유는 앞으로의 논의에서 알게 될 것이다.'''P2: 삼각형 P 에 대해서 V(P)=Area(P) 이다.'''<br> 먼저 아래 그림과 같이 각 변이 x축과 y축에 평행한 직사각형에 대해서 V(R)=Area(R)임을 보이자.
 
 
 
 
 
 
 
  
 +
==예==
 +
[[파일:픽의 정리1.gif]]
  
 
+
<math>I=6,B=6</math>
  
위의 직사각형은 가로가 4, 세로가 3 이므로 넓이는 12이다. 한편, 그 내부의 점은 (4-1)(3-1)개이고, 꼭지점이 아니면서 경계에 있는 점은 2*((4-1)+(3-1))개이므로,  이다.<br> 비슷한 생각으로부터 우리는  형태의 직사각형에 대해서 V(R)=(p-1)(q-1)+(p-1)+(q-1)+1=pq 임을 안다. 즉 V(R)=area(R) 이다. 이 사실로부터 직각삼각형에 대한 결론도 이끌어 낼 수 있다.
+
<math>A=6+6/2-1=8</math>
  
 
 
  
 +
[[파일:픽의 정리2.gif]]
  
 +
<math>I=5,B=10</math>
  
 
+
<math>A=5+10/2-1=9</math>
 
+
두 선분이 x축과 y축에 평행한 직각삼각형 P를 합동인 직각삼각형을 붙여서 직사각형으로 만들 수 있다. 이 직사각형을 R이라 할 때, 이다.이제 맨 처음에 보인 V의 성질이 등장한다. 두 개의 직각삼각형에 대해서 각각 V를 구하여 더한 값은 V(R)과 같은데,두 직각삼각형의 V값이 같을 것임은 쉽게 알 수 있다. 즉,직각삼각형의 이어야 한다.<br> V(R)=area(R)에서 V(P)=area(P)가 얻어졌다 !!
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
임의의 격자삼각형에 대해서 많아야 세 개의 직각삼각형을 덧붙이면, 직사각형을 만들 수 있다. 따라서 비슷한 논의에 의하여 삼각형에 대해서도 식은 성립한다. '''P3: 격자다각형에 대하여 V(P)=Area(P)이다.'''
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
격자다각형이 다각형의 꼭지점을 꼭지점으로 갖는 삼각형으로 분해되었을 때, 그 분해된 각각의 삼각형에 대해서 V값을 구하여, 모두 더하면 그것은 다각형의 V와 같을 것이고, 각각의 삼각형에 대한 V값은 넓이와 같으므로,그 합은 다각형의 넓이가 될 것이다.<br> 실제로 격자다각형은 격자삼각형으로 분해된다는 사실이 알려져 있다.(증명은 생략하나, 이것은 여기서 굉장히 중요한 정리임.)
 
 
 
 
 
 
 
'''잠시 숨을 돌릴겸, 이제까지의 결과를 정리하면, 격자다각형의 V값은 넓이와 같다는 것이다. 이제 원하던 공식을 얻기 직전이다.'''
 
 
 
 
 
 
 
'''P4 : 이다.'''
 
 
 
 
 
 
 
주어진 다각형이 n각형이라고 하자. 다각형의 내부에 있는 점은 I개 이고, 경계에 있는 점은 B개 이다. 꼭지점 위에 있지 않는 경계의 점은 B – n 개 가 된다. 한편 각 꼭지점이 V에 공헌하는 것은 다각형의 내각의 크기가 될 것이다. 내각의 합은일 것이다. 이제 V를 정의대로 계산하면,
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
==재미있는 사실==
 
  
 +
==메모==
 
* http://mathoverflow.net/questions/46387/counting-integral-points-of-a-polytope-in-r3-the-c-1-coefficient-of-ehrhart-po
 
* http://mathoverflow.net/questions/46387/counting-integral-points-of-a-polytope-in-r3-the-c-1-coefficient-of-ehrhart-po
* Math Overflow http://mathoverflow.net/search?q=
 
* 네이버 지식인 http://kin.search.naver.com/search.naver?where=kin_qna&query=
 
  
 
 
 
 
 
  
 
==역사==
 
==역사==
  
 
* 1899년
 
* 1899년
* http://www.google.com/search?hl=en&tbs=tl:1&q=pick+theorem
+
* [[수학사 연표]]
* [[수학사연표 (역사)|수학사연표]]
 
  
 
+
  
 
 
 
 
 
  
 
==관련된 항목들==
 
==관련된 항목들==
 +
* [[패리 수열(Farey series)]]
 +
* [[타원 내의 격자점 개수 문제]]
  
 
+
==사전 형태의 자료==
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
==수학용어번역==
 
 
 
* 단어사전 http://www.google.com/dictionary?langpair=en|ko&q=
 
* 발음사전 http://www.forvo.com/search/
 
* [http://mathnet.kaist.ac.kr/mathnet/math_list.php?mode=list&ftype=&fstr= 대한수학회 수학 학술 용어집]<br>
 
** http://mathnet.kaist.ac.kr/mathnet/math_list.php?mode=list&ftype=eng_term&fstr=
 
* [http://www.nktech.net/science/term/term_l.jsp?l_mode=cate&s_code_cd=MA 남·북한수학용어비교]
 
* [http://kms.or.kr/home/kor/board/bulletin_list_subject.asp?bulletinid=%7BD6048897-56F9-43D7-8BB6-50B362D1243A%7D&boardname=%BC%F6%C7%D0%BF%EB%BE%EE%C5%E4%B7%D0%B9%E6&globalmenu=7&localmenu=4 대한수학회 수학용어한글화 게시판]
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
==사전 형태의 자료==
 
 
 
* http://ko.wikipedia.org/wiki/
 
 
* http://en.wikipedia.org/wiki/Pick%27s_theorem
 
* http://en.wikipedia.org/wiki/Pick%27s_theorem
* http://en.wikipedia.org/wiki/
 
* http://www.proofwiki.org/wiki/
 
* http://www.wolframalpha.com/input/?i=
 
* [http://dlmf.nist.gov/ NIST Digital Library of Mathematical Functions]
 
* [http://www.research.att.com/%7Enjas/sequences/index.html The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences]<br>
 
** http://www.research.att.com/~njas/sequences/?q=
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
==계산 리소스==
 
  
 +
==매스매티카 파일 및 계산 리소스==
 +
* https://drive.google.com/file/d/0B8XXo8Tve1cxWEF0amNoNHlNbVE/view
 
* http://demonstrations.wolfram.com/PicksTheorem/
 
* http://demonstrations.wolfram.com/PicksTheorem/
 
* http://demonstrations.wolfram.com/EstimatingPerimeterAndAreaOfSimplePolygons/
 
* http://demonstrations.wolfram.com/EstimatingPerimeterAndAreaOfSimplePolygons/
  
 
+
 
+
==에세이, 리뷰, 강의노트==
 
+
* [http://bomber0.byus.net/index.php/2008/04/23/612 픽의 정리(Pick’s Theorem)], 피타고라스의 창
 +
* Blatter, Christian. “Another Proof of Pick’s Area Theorem.” Mathematics Magazine 70, no. 3 (June 1, 1997): 200. doi:10.2307/2691260. http://www.jstor.org/stable/2691260
 +
* Bruckheimer, Maxim, and Abraham Arcavi. “A Visual Approach to Some Elementary Number Theory.” The Mathematical Gazette 79, no. 486 (November 1, 1995): 471–78. doi:10.2307/3618072. http://www.jstor.org/stable/3618072
 +
* Grunbaum, Branko, and G. C. Shephard. “Pick’s Theorem.” The American Mathematical Monthly 100, no. 2 (February 1, 1993): 150–61. doi:10.2307/2323771. http://www.jstor.org/stable/2323771
 +
* Varberg, Dale E. “Pick’s Theorem Revisited.” The American Mathematical Monthly 92, no. 8 (October 1, 1985): 584–87. doi:10.2307/2323172. http://www.jstor.org/stable/2323172
 +
* Liu, Andy C. F. “Lattice Points and Pick’s Theorem.” Mathematics Magazine 52, no. 4 (September 1, 1979): 232–35. doi:10.2307/2689416. http://www.jstor.org/stable/2689416
 +
* Gaskell, R. W., M. S. Klamkin, and P. Watson. “Triangulations and Pick’s Theorem.” Mathematics Magazine 49, no. 1 (January 1, 1976): 35–37. doi:10.2307/2689882. http://www.jstor.org/stable/2689882
  
 
 
  
 
 
  
 
==관련논문==
 
==관련논문==
 +
* http://arxiv.org/abs/1511.02747
 +
* Rosner, Haim Shraga. “An Algorithmic Approach to Pick’s Theorem.” arXiv:1407.0586 [math], July 2, 2014. http://arxiv.org/abs/1407.0586.
  
* [http://www.jstor.org/stable/2323771 Pick's Theorem]<br>
 
** Branko Grunbaum and G. C. Shephard, <cite>The American Mathematical Monthly</cite>, Vol. 100, No. 2 (Feb., 1993), pp. 150-161
 
* [http://www.jstor.org/stable/2323172 Pick's Theorem Revisited]<br>
 
** Dale E. Varberg, <cite>The American Mathematical Monthly</cite>, Vol. 92, No. 8 (Oct., 1985), pp. 584-587
 
* [http://www.jstor.org/stable/2689416 Lattice Points and Pick's Theorem]<br>
 
** Andy C. F. Liu, <cite>Mathematics Magazine</cite>, Vol. 52, No. 4 (Sep., 1979), pp. 232-235
 
* [http://www.jstor.org/stable/2689882 Triangulations and Pick's Theorem]<br>
 
** R. W. Gaskell, M. S. Klamkin and P. Watson, <cite>Mathematics Magazine</cite>, Vol. 49, No. 1 (Jan., 1976), pp. 35-37
 
* [http://www.jstor.org/stable/2691260 Another Proof of Pick's Area Theorem]<br>
 
** Christian Blatter, <cite>Mathematics Magazine</cite>, Vol. 70, No. 3 (Jun., 1997), p. 200
 
* [http://www.jstor.org/stable/3618072 A Visual Approach to Some Elementary Number Theory]<br>
 
** Maxim Bruckheimer and Abraham Arcavi, <cite>The Mathematical Gazette</cite>, Vol. 79, No. 486 (Nov., 1995), pp. 471-478
 
  
* http://www.jstor.org/action/doBasicSearch?Query=
 
* http://www.ams.org/mathscinet
 
* http://dx.doi.org/
 
  
 
+
[[분류:조합수학]]
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
==블로그==
 
  
* [http://bomber0.byus.net/index.php/2008/04/23/612 픽의 정리(Pick’s Theorem)]<br>
+
==메타데이터==
** 피타고라스의 창
+
===위키데이터===
*  구글 블로그 검색<br>
+
* ID :  [https://www.wikidata.org/wiki/Q646523 Q646523]
** [http://blogsearch.google.com/blogsearch?q=%ED%94%BD%EC%9D%98%EC%A0%95%EB%A6%AC http://blogsearch.google.com/blogsearch?q=픽의정리]
+
===Spacy 패턴 목록===
네이버 ]
+
* [{'LOWER': 'pick'}, {'LOWER': "'s"}, {'LEMMA': 'theorem'}]
 
 
 
 
 
 
[[분류:조합수학]]
 

2021년 2월 17일 (수) 04:02 기준 최신판

개요

  • 꼭지점이 격자위에 놓여 있는 다각형의 넓이를 구하는 공식
  • 다각형의 내부에 있는 격자점의 개수를 \(I\), 경계에 있는 격자점의 수를 \(B\)라 하면, 다각형의 넓이 \(A\)는 다음과 같이 주어진다

\[ A=I+B/2-1 \]


픽의 정리1.gif

\(I=6,B=6\)

\(A=6+6/2-1=8\)


픽의 정리2.gif

\(I=5,B=10\)

\(A=5+10/2-1=9\)


메모


역사



관련된 항목들

사전 형태의 자료


매스매티카 파일 및 계산 리소스


에세이, 리뷰, 강의노트

  • 픽의 정리(Pick’s Theorem), 피타고라스의 창
  • Blatter, Christian. “Another Proof of Pick’s Area Theorem.” Mathematics Magazine 70, no. 3 (June 1, 1997): 200. doi:10.2307/2691260. http://www.jstor.org/stable/2691260
  • Bruckheimer, Maxim, and Abraham Arcavi. “A Visual Approach to Some Elementary Number Theory.” The Mathematical Gazette 79, no. 486 (November 1, 1995): 471–78. doi:10.2307/3618072. http://www.jstor.org/stable/3618072
  • Grunbaum, Branko, and G. C. Shephard. “Pick’s Theorem.” The American Mathematical Monthly 100, no. 2 (February 1, 1993): 150–61. doi:10.2307/2323771. http://www.jstor.org/stable/2323771
  • Varberg, Dale E. “Pick’s Theorem Revisited.” The American Mathematical Monthly 92, no. 8 (October 1, 1985): 584–87. doi:10.2307/2323172. http://www.jstor.org/stable/2323172
  • Liu, Andy C. F. “Lattice Points and Pick’s Theorem.” Mathematics Magazine 52, no. 4 (September 1, 1979): 232–35. doi:10.2307/2689416. http://www.jstor.org/stable/2689416
  • Gaskell, R. W., M. S. Klamkin, and P. Watson. “Triangulations and Pick’s Theorem.” Mathematics Magazine 49, no. 1 (January 1, 1976): 35–37. doi:10.2307/2689882. http://www.jstor.org/stable/2689882


관련논문

메타데이터

위키데이터

Spacy 패턴 목록

  • [{'LOWER': 'pick'}, {'LOWER': "'s"}, {'LEMMA': 'theorem'}]