Seja um octógono convexo. Suponha que quando todas as suas diagonais são traçadas, não há mais de duas diagonais se interceptando no mesmo ponto. Quantos pontos de interseção (de diagonais) existem neste octógono?

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ITA IIT 13/02/2023, 20:14
A princípio, existem algumas formas de resolver este problema, por exemplo; analisar quantas diagonais cortam uma determinada diagonal e assim seguir para todas elas. Todavia, existe uma maneira mais pragmática, veja que o enunciado nos garante que não há mais de que duas diagonais se interceptando no mesmo ponto, ou seja, a cada duas diagonais, têm-se uma única interseção. Nesse sentido, a ideia é pensar em quadriláteros; sabemos que a cada quatro pontos não colineares dois à dois construímos um quadrilátero, e este deve conter duas diagonais, consequentemente, temos uma interseção para cada. (Resumindo, ao selecionarmos quatro pontos, temos uma interseção). Veja um exemplo abaixo:
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Agora, o problema se resume numa combinação, temos oito vértices, e queremos todas as maneiras distintas de selecionar quatro deles, ou seja:\begin{matrix} {\large{{8 \choose 4}}} = \dfrac{8!}{4! \cdot 4!} = 70 \ \text{interseções} & \tiny{\blacksquare} \end{matrix}
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