Назад
Задача

Даны точкиA1,...,An. Рассмотрим окружность радиуса R, содержащую некоторые из них. Построим затем окружность радиуса Rс центром в центре масс точек, лежащих внутри первой окружности, и т. д. Докажите, что этот процесс остановится, т. е. окружности начнут совпадать.

Решение

Пусть Sn — окружность, построенная наn-м шаге,On — ее центр. Рассмотрим величинуFn=$\sum$(R2-OnAi2), где суммирование ведется только по точкам, оказавшимся внутри окружности Sn. Будем обозначать точки, лежащие внутри окружностей Snи Sn + 1, буквами Bс индексом; точки, лежащие внутри окружности Sn, но вне окружности Sn + 1, буквами C, а точки, лежащие внутри окружности Sn + 1, но вне окружности Sn, буквами D. ТогдаFn=$\sum$(R2-OnBi2) +$\sum$(R2-OnCi2) и Fn + 1=$\sum$(R2-On + 1Bi2) +$\sum$(R2-On + 1Di2). Так как точка On + 1является центром масс системы точек Bи C, то$\sum$OnBi2+$\sum$OnCi2=qOnOn + 12+$\sum$On + 1Bi2+$\sum$On + 1Ci2, где q — общее количество точек Bи C. Следовательно,Fn + 1-Fn=qOnOn + 12+$\sum$(R2-On + 1Di2) -$\sum$(R2-On + 1Ci2). Все три слагаемых неотрицательны, поэтомуFn + 1$\ge$Fn. В частности,Fn$\ge$F1> 0, т. е.q> 0. Центров масс различных наборов данных точек конечное число, поэтому различных положений окружностей Siконечное число. Следовательно,Fn + 1=Fnдля некоторого n, а значит,qOnOn + 12= 0, т. е.On=On + 1.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет