在 的格点图中(格点间距为 1),要在格点中画一个三角形。这个三角形的三个顶点必须是格点,且它的内部(不含边界)恰好只包含 1 个格点。满足这个条件的三角形的面积最小值是 D。A. 1B. 1.5C. 1.75D. 2
A. 1
B. 1.5
C. 1.75
D. 2
完整解法
1. 由皮克定理建立面积与边界格点数的关系
设格点三角形的内部格点数为 ,边界上的格点数为 ,面积为 。
根据皮克定理(Pick's Theorem):
题目要求三角形内部恰好只包含 1 个格点,即 。
代入公式可得:
2. 确定边界格点数 $B$ 的理论最小值并计算最小面积
由于三角形只有 3 个顶点,边界上的格点数至少包含这 3 个顶点,因此 。
从而面积的理论最小值为:
3. 构造实例验证最小值能够取到
在格点图中选取三个顶点坐标为 、、:
- 三边向量分别为 、、。因为每组分量的最大公因数均为 (即 、、),所以三条边上除顶点外均无其它格点,边界格点数恰为 。
- 由行列式计算面积:
此时内部唯一的格点为 ,完全满足题意。
因此,满足条件的三角形面积最小值为 ,对应选项 B。
答案
B
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