На каждой из прямых и отмечено по 58 точек с ординатами 1, 2, 3, ..., 58. Сколькими способами можно выбрать три точки из отмеченных 116 так, чтобы они являлись вершинами прямоугольного треугольника?
Есть две возможности.
1) Гипотенуза треугольника лежит на одной из прямых, а вершина прямого угла — на второй прямой. Пусть ABC — данный треугольник с прямым углом при вершине C, CH — его высота, опущенная на гипотенузу. Из пропорциональности отрезков прямоугольного треугольника получаем, что то есть Поскольку AH и BH — целые числа,
Гипотенузу AB, равную 2, можно расположить способами (по 58−2 способов расположения на каждой из двух данных прямых), при этом положение вершины C определяется однозначно.
2) Один из катетов треугольника (назовём его BC) перпендикулярен данным прямым, а второй катет (AC) лежит на одной из данных прямых. Тогда положение катета (BC) можно выбрать 58 способами. Для каждого варианта расположения катета вершину A можно расположить 114 способами (подходят все точки кроме уже выбранных B и C) — всего выходит
способов.
Итого получаем
способа.
Ответ: 6724.