Назад
Задача

Начало координат является центром симметрии выпуклой фигуры площадью более 4. Докажите, что эта фигура содержит хотя бы одну точку с целыми координатами, отличную от начала координат.

Решение

Рассмотрим все выпуклые фигуры, получающиеся из данной переносами на векторы, обе координаты которых четны. Докажем, что хотя бы две из этих фигур пересекаются. Исходную фигуру можно заключить в круг радиуса Rс центром в начале координат, причем Rможно выбрать целым числом. Возьмем те из рассматриваемых фигур, координаты центров которых являются неотрицательными числами, не превосходящими 2n. Этих фигур ровно (n+ 1)2штук и все они лежат внутри квадрата со стороной 2(n+R). Если бы они не пересекались, то при любом nвыполнялось бы неравенство(n+ 1)2S< 4(n+R)2, где S — площадь данной фигуры. Но так какS> 4, то nможно выбрать так, чтобы выполнялось неравенство(n+R)/(n+ 1) <$\sqrt{S/4}$. Пусть теперь фигуры с центрами O1и O2имеют общую точку A(рис.). Докажем, что тогда середина MотрезкаO1O2принадлежит обеим фигурам (ясно, что точка Mимеет целые координаты). Пусть$\overrightarrow{O_1B}$= -$\overrightarrow{O_2A}$. Так как данная фигура центрально симметрична, точка Bпринадлежит фигуре с центром O1. Эта фигура выпукла, и точки Aи Bпринадлежат ей, поэтому ей принадлежит также середина отрезкаAB. Ясно, что середина отрезкаABсовпадает с серединой отрезкаO1O2.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет