Можно ли на координатной плоскости построить квадрат с вершинами в целочисленных точках и с площадью, а) равной 2000; б) равной 2015?
а) Поскольку
то квадрат построить можно. Действительно, рассмотрим вершины A (0; 0), B (−20; 40), C (20; 60), D (40; 20). Длины всех сторон четырехугольника ABCD равны
а соседние стороны перпендикулярны (что следует из равенства нулю скалярного произведения векторов соседних сторон: например
или это следует из рассмотрения угловых коэффициентов соседних сторон: их произведение равно −1).
б) Покажем, что 2015 нельзя представить в виде суммы двух квадратов целых чисел. Действительно, поскольку квадраты целых чисел при делении на 4 дают остаток 0 или 1, сумма двух квадратов дает остаток 0, 1 или 2. Но 2015 дает остаток 3 при делении на 4, что противоречит возможности такого представления, и, значит, квадрат построить нельзя.
Ответ: а) можно; б) нельзя.