Задача
nточек расположены в вершинах выпуклогоn-угольника. Внутри этогоn-угольника отметилиkточек. Оказалось, что любые три изn+kточек не лежат на одной прямой и являются вершинами равнобедренного треугольника. Чему может быть равно числоk?
Решение
Ответ:k= 1 или 0.Лемма.Пусть точкаOлежит в треугольнике$\triangle$ABC, причём точкиA,B,C,Oудовлетворяют условию задачи. Тогда точкаOявляется центром описанной окружности треугольника$\triangle$ABC.Доказательство леммы.Рассмотрим треугольник$\triangle$ABC, по условию задачи он является равнобедренным. Предположим, чтоAB=BC, тогда заметим, чтоBO<ABиBO<BC. По условию задачи треугольники$\triangle$ABOи$\triangle$BCOравнобедренные, а значит,OB=OAиOB=OC. Получили, чтоOA=OB=OC, а значит,Oявляется центром окружности, описанной вокруг треугольника$\triangle$ABC. Докажем, что k$\le$1, индукцией по n.
Если n = 3, то все k точек лежат внутри треугольника и по лемме все совпадают с центром описанной окружности этого треугольника. Получаем, что k$\le$1.
Если n$\ge$4, то в данном n-угольнике есть прямой или тупой угол $\angle$Ai - 1AiAi + 1. По доказанной лемме, внутри треугольника Ai - 1AiAi + 1 не может лежать ни одной из k точек. Следовательно, отрезав от нашего многоугольника треугольник Ai - 1AiAi + 1, получим (n - 1)-угольник, внутри которого лежит k точек. По предположению индукции, k$\le$1.
Итак, k$\le$1. Пример для k = 0 очевиден. Для k = 1 достаточно взять равнобедренный треугольник с центром его описанной окружности.
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь