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 ___。A. 1B. 1.5C. 1.75D. 2
A. 1
B. 1.5
C. 1.75
D. 2
完整解法
1. 应用皮克定理建立面积与内部格点数及边界格点数的关系
设格点三角形的面积为 ,内部格点数为 ,边界上的格点数为 。
根据格点多边形的皮克定理(Pick's Theorem):
已知三角形内部恰好只包含 1 个格点,即 。
代入得:
2. 分析边界格点数的取值范围,推导面积的理论最小值
因为任何三角形都至少具有 3 个顶点,且顶点均为格点,所以边界上的格点数满足:
当且仅当除 3 个顶点外,3 条边上均没有其他格点时, 取到最小值。
因此,面积的最小值为:
3. 在格点图中构造实例验证最小值的可达性并得出答案
在坐标系中,取三个顶点为 、、(可以在 的格点图中完整画出)。
- 边 、 、 上除顶点外均无其他格点,故 ;
- 其重心 为内部唯一的格点,故 ;
- 该三角形面积为 。
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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