Дан правильный 16-угольник M. Найдите количество четвёрок вершин этого 16-угольника, являющихся
вершинами выпуклых четырёхугольников, у которых есть хотя бы одна пара параллельных сторон.
Решение. Впишем данный многоугольник K1K2, ...., K16 в окружность. Каждый четырёхугольник с парой параллельных сторон определяется парой параллельных хорд с концами в точках K1, ...., K16
Рассмотрим хорду, соединяющую две соседние вершины многоугольника, например, Существуют ещё 7 хорд, параллельных ей (K5K8, и т. д.), т. е. получается набор из 8 параллельных друг другу хорд. Из них можно образовать пар параллельных отрезков.
Аналогичные наборы мы получим, если будем рассматривать все хорды, параллельные K1K2, ...., K8K9 — всего 8 таких наборов. Теперь возьмём хорду, соединяющую вершины, находящиеся через одну друг от друга, например, K6K8. Существуют ещё 6 хорд, параллельных ей (K5K9 и т. д.), т. е. получается набор из 7 параллельных друг другу хорд. Из них можно образовать пар параллельных отрезков. Этих наборов также 8. В итоге получаем
четырёхугольников. При таком способе подсчёта прямоугольники оказались учтены дважды. Заметим, что обе диагонали вписанного в окружность прямоугольника являются диаметрами, всего диаметров с вершинами в данных точках 8, и таким образом, выходит прямоугольников. Получаем четырёхугольников, имеющих хотя бы одну пару параллельных сторон.
Ответ: 364.
Критерии проверки:При подсчете прямоугольники учтены дважды — (−3) балла.
Ответ: 364.