сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Рас­кра­сим вер­ши­ны 2018-уголь­ни­ка в два цвета так, чтобы любые две со­сед­ние вер­ши­ны были раз­но­го цвета. Если сумма углов при вер­ши­нах од­но­го цвета равна сумме углов при вер­ши­нах дру­го­го цвета, будем на­зы­вать такой 2018-уголь­ник ин­те­рес­ным. В вы­пук­лом 2019-уголь­ни­ке от­ме­ти­ли одну вер­ши­ну. Ока­за­лось, что при уда­ле­нии любой не­от­ме­чен­ной вер­ши­ны оста­ет­ся ин­те­рес­ный 2018-уголь­ник. До­ка­жи­те, что при уда­ле­нии от­ме­чен­ной вер­ши­ны также оста­ет­ся ин­те­рес­ный 2018-уголь­ник.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Обо­зна­чим со­сед­ние вер­ши­ны 2019-уголь­ни­ка бук­ва­ми A, B, C и D (по ча­со­вой стрел­ке). Пусть вер­ши­ны B и C не яв­ля­ют­ся от­ме­чен­ны­ми. Рас­смот­рим углы 2019-уголь­ни­ка, иду­щие через один про­тив ча­со­вой стрел­ки, на­чи­ная с A и за­кан­чи­вая D. Обо­зна­чим их сумму через u. Рас­смот­рим остав­ши­е­ся углы, обо­зна­чим их сумму v. По­сколь­ку при уда­ле­нии вер­ши­ны B по­лу­ча­ет­ся ин­те­рес­ный 2018-уголь­ник, имеем ра­вен­ство сумм углов

 u минус \angle C A B=v минус \angle A C B минус \angle A B C \qquad левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

(угол \angle B не вхо­дит в этот мно­го­уголь­ник, а углы \angle A и \angle C надо умень­шить на \angle C A B и \angle A C B со­от­вет­ствен­но). Ана­ло­гич­но, по­сколь­ку при уда­ле­нии вер­ши­ны C по­лу­ча­ет­ся ин­те­рес­ный 2018-уголь­ник, имеем ра­вен­ство сумм углов

 u минус \angle C D B=v минус \angle C B D минус \angle B C D . \qquad левая круг­лая скоб­ка ** пра­вая круг­лая скоб­ка

Вы­чтем из ра­вен­ства (**) ра­вен­ство (*), по­лу­чим

 \angle C A B минус \angle C D B=\angle A C B плюс \angle A B C минус \angle C B D минус \angle B C D=\angle A B D минус \angle A C D.

При­ба­вив к нему вер­ное ра­вен­ство

\angle C A B плюс \angle A B D=\angle C D B плюс \angle A C D,

по­лу­чим, что \angle C A B=\angle C D B. Сле­до­ва­тель­но, че­ты­рех­уголь­ник A B C D впи­сан­ный. От­ме­тим также, что верно и об­рат­ное. А имен­но, если вы­пол­ня­ет­ся ра­вен­ство (*) (т. е. 2018-уголь­ник без вер­ши­ны B  — ин­те­рес­ный) и че­ты­рех­уголь­ник ABCD впи­сан­ный, то верно и ра­вен­ство (**), а зна­чит, 2018-уголь­ник без вер­ши­ны C  — ин­те­рес­ный.

По­сле­до­ва­тель­но дей­ствуя таким об­ра­зом, мы до­ка­жем, что ис­ход­ный 2019-уголь­ник яв­ля­ет­ся впи­сан­ным. Сле­до­ва­тель­но, если рас­смот­реть от­ме­чен­ную вер­ши­ну P и со­сед­нюю с ней вер­ши­ну Q, то из ин­те­рес­но­сти 2018-уголь­ни­ка без вер­ши­ны Q и впи­сан­но­сти 2019-уголь­ни­ка мы по­лу­чим, что 2018-уголь­ник без вер­ши­ны P  — ин­те­рес­ный.