闭折线边之间的交点个数,称为自交数,但计算自交数时,k条边相交的点算Ck2个,每条具体的闭折线Zn都有一个确定的自交数θ(Zn),但反之不然:对于一个给定的
正整数k,可能有几个Zn,使θ(Zn)=k,也可能不存在这样的Zn。由此,θ(Zn)的最小值为0。在1992和1995年杨林和王方汉完成了寻求和证明θ(Zn)最大值的工作。
从中可以看出,0是的最小值(因
多边形无自交点);的最大值是5,相应的图形是星形,而的图形没有画出;的最大值为7,相应的图形类似于6角星(但有两条双折边)。那么,的最大值是什么呢?
证明:事实上,当时,只需构造以正n边形最长的对角线为边的正n角星即可,如图2,在两侧,各有正n边形的个顶点:对来说,其右侧还多了一个顶点这样,就可以连出对最长的对角线(每条同有一个交点):。因此,共有个交点,考虑所有对角线(总共条)又每个交点算了两次,因此,交点总数是
对,可用如图3所示的闭折线(图中以n=10和12为例),它顶点排列是很有规律的:奇数顶点在上,偶数顶点在下;“星形”是中心对称的。它有两条对折边和各与条对角线相交;其余条单折边各与条对角线相交,而每个交点都被算了两次,因而交点的总个数为