内部还是外部判别?
题目:图1是一个封闭曲线,请问A、B、C是在图的内部还是外部。
图1: 请问A、B、C是在图的内部还是外部。
解答:
1. 平面上有封闭曲线时,平面就被分割为封闭曲线的内侧和外侧的。
如图2,平面上有封闭曲线时 ,一定被分割为内侧和外侧。
如图3,在闭曲线的内侧有2个点时,这2点的连接线不与封闭曲相交的。而在外侧2点的连接线也不与封闭曲线相交(图3)。
但如果是一点在外侧,另一点在内侧,则此二点的联机与曲线相交(如图4)。
图:图3到图7
但且慢,这是初看如此,但仔细看,二点虽然同在内侧,如果像图5的连接方式,则也会和封闭曲线相交, 二点虽然同在外侧,如果像图6的连接方式,也会和封闭曲线相交。
当然一点在外测,一点在外内侧,此二点的连接线,就不只如图4的连接,图7就是另一种方式。
因此我们判断二点是在同侧(同在内侧或同在外侧),或二点是在异侧(一点在外侧,一点在外侧),有下列判断方法。
同在内侧的2点连接线和同在外侧的2点连接线的情形,和一点在内侧和一点在外侧连结的情形,有很明显的不同。
同在内侧的2点连接线和同在外侧的2点连接线,与封闭曲线相交的次数一定是零次或偶数次(如图3、5、6)。
而连结内侧和外侧的点的线与封闭曲线相交时,相交的次数定是奇数。因为每穿过闭曲线1次,不是由内侧向外侧,就是由外侧向内侧变化,所以始于内侧,终于内侧时,一定需偶数次的变化;而始于内侧终于外侧时,一定需奇数次的变化。
因此,若零也视为是偶数次',.则得知:
(1) 连结内侧之间,或外侧之间的2点的线与开曲线相交偶数次。
(2) 连结被分开于内侧和外侧的2点的线与闭曲线以奇数次相交。
2. 人的胃是外侧
因此我们可说胃袋的内面可视为是身体外侧。「胃袋中的外侧」这感觉,不是很奇怪的吗?但,以闭曲线的感觉来处理时,胃袋中的确是外侧(如图8)。但,体并非平面而是立体的,所以并不是闭曲线,而是闭曲面的。图8,胃袋与身体外部的连接线与胃细系统的连接线有3点,因此是在外侧。
图8:对身体内部而言,胃袋是外部
3. 图1的解
图9:图1的解
参考图9,在图1的封闭曲线外面D,连接线段DA、DB、DC,则DA线段与封闭曲线相交有3点,是机奇数,所以A与D在不同侧,因D点在外侧,所以A点在内侧。DB线段与封闭曲线相交2点,是偶数点,所以D、B在同侧,因D点在外侧,所以B点也在外侧。DC线段与封闭曲线相交有7点,是奇数,所以C与D在不同侧,因D点在外侧,所以C点在内侧。
所以答案是:
A、 C在内部,B在外部。