Назад
Задача

На плоскости дано n точек, никакие три из которых не лежат на одной прямой. Докажите, что их можно обозначить A1,A2,...,Anв таком порядке, чтобы замкнутая ломаная A1A2...Anбыла несамопересекающейся.

Решение

Обозначим точки A1,A2,...,Anсначала в каком-нибудь произвольном порядке. Если замкнутая ломаная A1A2...Anне имеет самопересечений, то условие задачи выполнено. Пусть найдутся два пересекающихся звена, пусть для определенности, это звенья A1A2и AkAk+1. Заменим эту пару звеньев на звенья A1Akи A2Ak+1. Таким образом, мы получаем новую замкнутую ломаную A1AkAk-1...A2Ak+1Ak+2...An, соединяющую данные n точек уже в другом порядке. Поскольку отрезки A1A2и AkAk+1пересекаются, точки A1,Ak,A2,Ak+1образуют выпуклый четырехугольник. В выпуклом четырехугольнике сумма длин диагоналей больше суммы длин пары противоположных сторон, поэтому A1A2+AkAk+1> A1Ak+A2Ak+1. Это означает, что при описанной выше процедуре замены пары звеньев периметр замкнутой ломаной уменьшается. Выполняем аналогичным образом замены пар звеньев ломаной пока это возможно, при этом периметр ломаной уменьшается. Этот процесс не может продолжаться бесконечно, так как способов упорядочить n точек - конечное число. В конечном итоге мы придем к замкнутой ломаной без самопересечений (иначе можно было бы сделать еще одну замену звеньев и еще раз уменьшить периметр ломаной).

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет