Назад
Задача

Докажите, что при  n ≥ 6  правильный (n–1)-угольник нельзя так вписать в правильный n-угольник, чтобы на всех сторонах n-угольника, кроме одной, лежало ровно по одной вершине (n–1)-угольника.

Решение

  Пусть правильный  (n–1)-угольник  B1...Bn–1 вписан в правильный n-угольник  A1...An. Можно считать, что  A1 и  B1 – наименее удаленные друг от друга вершины этих многоугольников и точки B2, B3, B4 и B5 лежат на сторонах  A2A3, A3A4, A4A5  и  A5A6.  Пусть  αi = ∠Ai+1BiBi+1  и  βi = ∠BiBi+1Ai+1,  где  i = 1, 2, 3, 4.  По теореме синусов  A2B2 : B1B2 = sin α1 : sin φ  и  B2A3 : B2B3 = sin β2 : sin φ,  где φ – угол при вершине правильного n-угольника. Следовательно,     где an и an–1 – стороны данных многоугольников.

  Из аналогичных вычислений следует, что  sin α1 + sin β2 = sin α2 + sin β3 = sin α3 + sin β4.  Заметим, что

Так как  αi+ βi=/n  и  αi+1+ βi=/(n–1),   то  αi+1= αi+/n(n–1)  и  βi+1= βi/n(n–1),  а значит,  αi+ βi+1=  – величина постоянная и αi– βi+1= αi–1– βi+/n(n–1).  Следовательно,    для  θ = ½ (α1– β2).  Противоречие: на интервале, меньшем 2π, косинус не может принимать одно значение в трёх различных точках.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет