以正方体 的顶点为顶点的四面体的个数是。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
从全部四顶点组选出发,按两层平行面上的点数完整分类扣除共面四点。
八顶点选四共有 组。将正方体上下两面视为两层。四点同在一层共两组,均共面;三点在一层、一点在另一层不共面,因为同层任意三顶点决定该面。 若每层各取两点,四点共面当且仅当两层的点对所在直线平行。每层四个顶点的点对分为两个水平向、两个竖直向和两个不同对角向。因此平行点对组合数为 。共面组共 ,所求为
两层平面的截线在同一个平面内必平行,反之两条分处平行层面的平行直线必确定平面,所以两点加两点的分类是充要条件。六个面与六个对角矩形也合计12组。
空间四点计数可将共面退化按平行层分布分类,必须证明列表穷尽而非只扣普通面。
要从四点组合中完整排除共面组;平行层分类能发现普通六面之外的六个对角矩形。
核心工具:补集与容斥
已记下,谢谢!