Задача
Луноход ездит по поверхности планеты, имеющей форму шара с длиной экватора 400 км. Планета считается полностью исследованной, если луноход побывал на расстоянии по поверхности не более 50 км от каждой точки поверхности и вернулся на базу (в исходную точку). Может ли луноход полностью исследовать планету, преодолев не более 600 км?
Решение
Отметим на планете полюсы $N$ и $S$, и пусть точки $A$, $B$, $C$ и $D$ делят соответствующий экватор на четыре равных дуги, как на рисунке ниже.
Рассмотрим замкнутый путь $A\rightarrow B\rightarrow S\rightarrow D\rightarrow C\rightarrow N\rightarrow A$ по поверхности,
состоящий из дуг больших окружностей с центрами в центре планеты. Этот путь состоит из 6 одинаковых дуг длиной в 1/4 экватора, поэтому
длина пути составляет 600 км.
Покажем, что луноход побывал на расстоянии не более 50 км от каждой точки. Поверхность планеты разобьём на 8 одинаковых
сферических треугольников с вершинами в отмеченных точках. Луноход побывал во всех вершинах и во всех точках хотя бы одной стороны каждого треугольника. Так как расстояние по поверхности от полюса до экватора 100 км, то поверхность планеты
разбивается на экваториальный пояс – точки, удалённые от экватора на расстояние не более 50 км, – и две полярные шапки – точки,
удалённые от полюсов на расстояние не более 50 км. На рисунке ниже зелёная часть треугольника исследована луноходом, так как он проехал вдоль стороны, а красная исследована, так как он побывал в вершине.

Ответ
Может.
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь