Назад
Задача

Бесконечная плоская ломанаяA0A1...An..., все углы которой прямые, начинается в точкеA0с координатамиx= 0,y= 1 и обходит начало координатOпо часовой стрелке. Первое звено ломаной имеет длину 2 и параллельно биссектрисе 4-го координатного угла. Каждое из следующих звеньев пересекает одну из координатных осей и имеет наименьшую возможную при этом целочисленную длину. РасстояниеOAn=ln. Сумма длин первыхnзвеньев ломаной равнаsn. Доказать, что найдётсяn, для которого${\frac{s_n}{l_n}}$> 1958.

Решение

Заметим, что координаты вектора$\overrightarrow{A_iA_{i+1}}$равны$\left(\vphantom{\pm \frac{l}{\sqrt2},\pm\frac{l}{\sqrt2}}\right.$±${\frac{l}{\sqrt2}}$,±${\frac{l}{\sqrt2}}$$\left.\vphantom{\pm \frac{l}{\sqrt2},\pm\frac{l}{\sqrt2}}\right)$, гдеl — длина этого вектора, целое число. Следовательно, координаты любой точкиAiимеют вид$\left(\vphantom{\frac{n}{\sqrt2},1+\frac{m}{\sqrt2}}\right.$${\frac{n}{\sqrt2}}$, 1 +${\frac{m}{\sqrt2}}$$\left.\vphantom{\frac{n}{\sqrt2},1+\frac{m}{\sqrt2}}\right)$, гдеm,n — целые числа.

Далее, индукцией поnдокажем, что точкаA4nимеет координаты(0, 1 +n$\sqrt{2}$), точкаA4n + 1 — координаты((n+ 1)$\sqrt{2}$, 1 -$\sqrt{2}$), точкаA4n + 2 — координаты(0, 1 - (n+ 2)$\sqrt{2}$), а точкаA4n + 3 — координаты$\left(\vphantom{-\frac{2n+3}{\sqrt2},1-\frac1{\sqrt2}}\right.$-${\frac{2n+3}{\sqrt2}}$, 1 -${\frac{1}{\sqrt2}}$$\left.\vphantom{-\frac{2n+3}{\sqrt2},1-\frac1{\sqrt2}}\right)$.

Отсюда следует, чтоs4(n + 1)=s4n+ |A4nA4n + 1| + |A4n + 1A4n + 2| + |A4n + 2A4n + 3| + |A4n + 3A4n + 4| =s4n+ (2n+ 2) + (2n+ 2) + (2n+ 3) + (2n+ 3) =s4n+ (8n+ 10). Следовательно,s4n + 4-s4n> 8(n+ 1), откудаs4n>$\sum_{k=1}^{n}$8n= 4n(n+ 1) > 4n2. С другой стороны,l4n= |OA4n| = 1 +n$\sqrt{2}$< 2n+ 1 < 3n(приn$\ge$1). Следовательно,${\frac{s_n}{l_n}}$>${\frac{4n}{3}}$>n> 1958 приn> 1958.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет