挺有趣的一道题

castelu

从n个不共线的点中找到其中的任意2个点作直线L
L外必有其他的点，记L外某1点a到L的距离为p（a，L）
因为给的点只有有限个，所以过其他任意2点也只能作有限条直线
仅有有限个距离p（a，L）
从而有通过某2个点的直线L0以及L0外的某个定点a0
使得距离p（a0，L0）最小，这个L0就是所求直线
下面来证明

反证法：
假设L0不是要找的直线，那么至少有3个不同的定点a1、a2、a3在直线L0上
过a0作L0的垂线，垂足为h
此时，3个定点a1、a2、a3中至少有2个点在垂足h的同一侧（包含与h重合的情况）
不妨设a1和a2在h的同侧，且a0位于h和a1之间
过a0和a2作直线L1，显然点a1不在直线L1上
并且p（a1，L1）<=p（h，L1）<=p（a0，L0）
因为已知p（a0，L0）是最小的，所以矛盾
这就证明了直线L0恰好只通过2个给定的点