為X。
任意第三個區域C與A、B兩兩相鄰,則必然與X相鄰,同理C與X隻相交於曲線a1b1,產生曲線的端點為a1,b1。
若a1、b1同時在aAb或aBb其中一條曲線上,則有兩種情況:
1、區域C隻與A,B其中一個區域相交
2、區域C與其中一個區域的組合區域包含另一個區域,與假設矛盾。
所以a1,b1必然分別在aAb,aBb兩條曲線上,則區域C必將與X相交於曲線a1ab1或a1bb1,即相交曲線包含a或b點。
令A、B、C三個區域組成的組合區域為Y。
任意區域D,與A、B、C三個區域兩兩相鄰,如上圖,則D必將與Y相鄰,由上述證明可知,則D與Y的相交曲線必將至少包括a、a1、b1中的兩點,無論是那兩點,則D必將與A、B、C其中某兩個區域包含第三個區域,即必將有一個區域成為內部區域,與假設矛盾。
即得出結論一,四個兩兩相鄰的區域中至少有一個區域屬於內部區域。
因為內部區域與外部區域無法相鄰,所以不存在一個外部區域E,使得A、B、C、D、E五個區域兩兩相鄰。(結論二)
假設,存在一個內部區域F,使得A、B、C、D、F五個區域兩兩相鄰。
因為A、B、C、D、F中,至少有一個是外部區域。以A為例,A為外部區域,因為A與其他四個區域兩兩相鄰,則A必然與四個區域分別相交於至少一條曲線。
若將A移除,則另外四個區域分別與A相交的曲線就與外界相通,即四個區域都變為外部區域,而四個區域又是兩兩相鄰的,與結論一相悖。
即得出結論三,不存在一個內部區域F,使得A、B、C、D、F五個區域兩兩相鄰。
因為平麵中,除了內部區域都是外部區域,所以通過結論二和結論三得出結論四,即不存在一個區域G,使得A、B、C
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