Назад

Олимпиадная задача по планиметрии от Канеля-Белова: Бильярд на многоугольниках

Задача

Бильярдный стол имеет форму многоугольника (не обязательно выпуклого), у которого соседние стороны перпендикулярны друг другу. Вершины этого многоугольника – лузы, при попадании в которые шар там и остаётся. Из вершины A с (внутренним) углом 90° выпущен шар, который отражается от бортов (сторон многоугольника) по закону "угол падения равен углу отражения". Докажите, что он никогда не вернётся в вершину A.

Решение

  Если шар вылетит из A по стороне, он свалится в ближайшую лузу. Пусть шар вылетел под острым углом к стороне AB. Легко убедиться, что при отражении как от параллельной, так и от перпендикулярной к прямой AB стороны наименьший угол между AB и звеном траектории не меняется (см. рис.). Через точку A проходит две прямые под таким углом к AB, но только вдоль одной из них шар, вылетев из A, внутрь стола. Поэтому вернуться в A шар может только пройдя по стартовому звену в обратном направлении.

  Предположим, что это произошло. Мысленно проведём шар по тому же пути в обратном направлении. Этот путь, очевидно, также удовлетворяет законам отражения. Но путь шара полностью определяется начальным направлением. Следовательно "прямой" и "обратный" пути совпадают. Это значит, что в середине пути шар поменял направление движения на противоположное (то есть отскочил от стены под прямым углом). Но таких отскоков нет. Противоречие.
Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет