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双叉形与沙漏:双锥的交叉(或刺穿与避让线段)

计算几何 2026-04-28 v1

摘要

我们研究双锥排列的公共交叉。我们考虑双锥可能为双叉形(不包含垂直线)或沙漏形(包含垂直线)的排列,与之前仅关注双叉形的研究不同。这一推广在所有涉及点-线二次性质的论证方面都具有根本性的改变。特别是,双锥交叉中的一个点等价于刺穿一组线段S\mathcal{S}(对应双叉形)的线,同时避开另一组线段A\mathcal{A}(对应沙漏的补集)。我们证明,在这种一般设置下,n个双锥的交叉可能由Ω(n2)\Omega(n^2)个互不相交的区域组成。进一步,我们讨论关于线段和反线段排列的 Gallai-type 结果,提供了用于计算此类排列交叉的算法,具有最坏情况最优的运行时间。最后,我们也证明可以在接近最优的运行时间内找到单个交叉点,前提是3SUM不接受真正的亚二次时间算法。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.23330,
  title  = {Bowties and Hourglasses: Intersections of Double-Wedges (or Stabbing and Avoiding Line Segments)},
  author = {Daniel Bertschinger and Henry Förster and Fabian Klute and Irene Parada and Patrick Schnider and Birgit Vogtenhuber},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.23330},
  year   = {2026}
}