已知 $P_1,P_2,\cdots,P_{100}$ 为平面上的 $100$ 个点,满足任意三点不共线.对其中的某三个点,若将它们的下标递增排列时恰是顺时针的,则称以这三个点为顶点的三角形是"顺时针的".问:顺时针的三角形是否可能恰有 $2017$ 个?
【难度】
【出处】
2017年第四届伊朗几何奥林匹克
【标注】
  • 知识点
    >
    平面几何
【答案】
【解析】
假设 $P_1,P_2, \cdots,P_{100}$ 依次逆时针排列在某个圆周上.此时,顺时针的三角形个数为 $0$.
现移动这些点(不一定沿着圆周).当某个点 $P_i$ 在移动过程中穿过直线 $P_jP_k$ 时,$\triangle P_iP_jP_k$ 的转向(顺时针或逆时针)会发生变化.规定在移动过程中仅仅允许一个点穿过某两个点的连线,则该操作不改变其余任何三角形的转向.不断进行这样的操作,直到 $P_1,P_2, \cdots,P_{100}$ 顺时针排列在圆周上,此时,顺时针三角形的个数为 $C_{100}^3>2017.$
注意到,在每次操作之后顺时针三角形的个数加 $1$.因此,必定存在某个时刻,顺时针三角形的个数恰为 $2017$.
答案 解析 备注
0.110447s