题目内容

【题目】为正整数,记平面点集.问:平面内最少要有多少条直线,它们的并集才能包含,但不含点?

【答案】至少需要条直线.

【解析】

至少需要条直线.

容易发现,条直线满足要求.例如,直线,易见,这条直线的并集包含但不含原点.

另外的例子是直线集.

下面证明:为最小可能数.

假设平面内条直线的并集包含,但不包含原点,设其方程为.

考虑多项式.

则其阶为,且对任意,有.

,并记除的余式.

由多项式个零点,知对所有均成立.

注意到,.

,且显然有.

将多项式表示成的降幂形式.

因为,所以,不为零多项式.

又当时,.

个根.

于是,,这表明,不为零多项式.

又对于,当时,均有..

这表明,至少有个根.

,则为零多项式.

故对于任意.

于是,至少有个根.

不为零多项式,因此,.

于是,.

进而,.

综上,至少要条直线才能满足题设条件.

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