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本算法技术关键与核心基础的数学证明

时间:2022-10-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:故根据凸壳内点无关性定理与顶点独立性定理可知,凸壳Q的各顶点必仍在极小化后的分布域及其子分布域中。因此,命题1成立。为了叙述简便和统一,可令图3.2中二维有限点集S的最外点Q1,0为Q5,0,则初始基线Q4,0Q1,0能表示为Q4,0Q5,0。如图3.3所示,设凸壳Q的当前子分布域Si的初始顶点为Qi,,初始顶点Qi,0的下一最外点为Qi+1,0,初始基线为Qi,0Qi+1,0,点Pi为S1的最大倾角点。

3.2.2 本算法技术关键与核心基础的数学证明

动态基线倾角最大化凸壳新算法的技术关键与核心基础,是下列两个重要命题:

命题1 凸壳Q的顶点,与“对分布域及其子分布域的极小化处理”无关。

命题2 基线倾角最大点Pi,必定是所求二维有限点集S的凸壳Q的一个顶点。

证明:

(1)分布域及其子分布域的极小化处理中,所删除的仅为(且均为)凸壳Q的内点。故根据凸壳内点无关性定理与顶点独立性定理可知,凸壳Q的各顶点必仍在极小化后的分布域及其子分布域中。因此,命题1成立。

图3.3 动态基线最大倾角凸壳新算法核心部分数学证明示意图

(2)为了叙述简便和统一,可令图3.2中二维有限点集S的最外点Q1,0为Q5,0,则初始基线Q4,0Q1,0能表示为Q4,0Q5,0。如图3.3所示,设凸壳Q的当前子分布域Si的初始顶点为Qi,0注意:Qi,0是二维有限点集S的一个最外点),初始顶点Qi,0的下一最外点为Qi+1,0,初始基线为Qi,0Qi+1,0,点Pi为S1的最大倾角点。因Pi满足Pi=max{基线倾角∠Q i+1,0Qi,kPi,j|P i,j∈S1}),且满足“若有多个最大倾角点,则只取最远处的那个最大倾角点,即离当前最大倾角顶点Qi,k最远的那个最大倾角点”;故对S1中任一点Pj,必有∠Q i+1,0Qi,kPi≥∠Qi+1,0Qi,kPj,使点Pj必在△Q i+1,0Qi,kPi内,或者至多同在凸壳的凸边Qi,kPi上(但此时,两者长度必有Qi,kPj<Qi,kPi)。因此,点Pi必为凸壳Q的一个顶点,即命题2成立。证毕。

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