Задача
Сетка линий, изображённая на рисунке, состоит из концентрических окружностей с радиусами 1, 2, 3, 4,... и центром в
Решение
Примем прямую l за ось Ox , а точку O – за начало координат
прямоугольной системы, как показано на рис.5. Единица масштаба уже
задана в условии. Сетка линий, о которой идет речь в условии, составлена
из окружностей радиуса n с центром O (уравнение такой окружности x2+y2=n2 ) и прямых y=m , где m и n – всевозможные целые числа; n>0. Таким образом, каждой точке пересечения (или касания) этих линий–
каждому "узлу"(x,y)нашей сетки– соответствует определенная пара
значений n=
и m=y . Заметим, что когда мы переходим
от одной из розовых точек к соседней розовой точке, то и m , и n изменяются на единицу, так что их разность n-m=
-y остается постоянной; эта разность для всех розовых точек равна6.
Уравнение
-y=6эквивалентно следующим: x2+y2=(y+6)2 ; y=x2/12-3. Таким образом, все розовые точки лежат на
параболе y=x2/12-3.
В другой подобной цепочке точек, которую мы нарисовали голубым цветом,
при переходе от точки к соседней
и y меняются на единицу
так, что постоянной остается их сумма:
+y=4. Это уравнение
после преобразований тоже превращается в уравнение параболы y=-x2/6+3/2.
Точно так же можно показать, что любая бесконечная цепочка точек, в которой соседние точки являются противоположными вершинами одной клетки (или одного сегмента), лежит на параболе y=-x2/2p+ p/2, где p – некоторое целое число, отличное от нуля. Обратно, на любой из этих парабол лежит такая бесконечная цепочка точек (это точки пересечения параболы со всевозможными прямыми y=m ).
Заметим, что если p<0, т.е. если ветви параболы уходят вверх, то при четном p парабола идет по темным клеткам, а при нечетном p – по желтым; если же p>0, то наоборот. При этом через каждую точку пересечения прямых и окружностей нашей сетки (исключая точки касания, лежащие на прямой x=0), проходят две параболы; одна идет по желтым клеткам, другая– по темным; одна направлена ветвями вверх, другая– вниз.
По существу, решение задачи M68 очень близко к доказательству эквивалентности геометричского и алгебраического определений параболы.
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь