Назад
Задача

Даны выпуклыйn-угольник с попарно непараллельными сторонами и точка Oвнутри его. Докажите, что через точку Oнельзя провести более nпрямых, каждая из которых делит площадьn-угольника пополам.

Решение

Рассмотрим многоугольник, симметричный исходному относительно точки O. Так как стороны многоугольника попарно непараллельны, контуры этих многоугольников не могут иметь общих отрезков, а могут иметь только общие точки. А так как многоугольники выпуклые, на каждой стороне лежит не более двух точек пересечения; поэтому имеется не более 2nточек пересечения контуров (точнее,nпар симметричных относительно Oточек). Пусть l1и l2 — прямые, проходящие через точку Oи делящие площадь исходного многоугольника пополам. Докажем, что внутри каждой из четырех частей, на которые эти прямые делят плоскость, есть точка пересечения контуров. Предположим, что в одной из частей между прямыми l1и l2нет таких точек. Обозначим точки пересечения прямых l1и l2со сторонами многоугольника так, как показано на рис. Пусть точки A',B',C'и D'симметричны относительно точки Oточкам A,B,Cи Dсоответственно. Для определенности будем считать, что точка Aлежит ближе к точке O, чем точка C'. Так как отрезкиABи C'D'не пересекаются, точка Bлежит ближе к точке O, чем точка D'. ПоэтомуSABO<SC'D'O=SCDO, гдеABO — выпуклая фигура, ограниченная отрезкамиAOи BOи частью границыn-угольника, заключенной между точками Aи B. С другой стороны,SABO=SCDO, так как прямые l1и l2делят площадь многоугольника пополам. Получено противоречие. Поэтому между каждой парой прямых, делящих площадь пополам, лежит пара симметричных точек пересечения контуров, т. е. таких прямых не более n.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет