Назад
Задача

Пусть A и B – два прямоугольника. Из прямоугольников, равных A, сложили прямоугольник, подобный B.

Докажите, что из прямоугольников, равных B, можно сложить прямоугольник, подобный A.

Решение

  Прямоугольники, равные A, назовём кирпичами. Пусть у A размеры  a1×a2,  у B –  b1×b2P – сложенный из кирпичей прямоугольник, подобный B. Тогда его размеры  (pa1 + qa2) ×(ra1 + sa2),  где p, q, r, s – некоторые целые числа.

  Предположим сначала, что отношение сторон кирпича рационально. Тогда и отношение сторон прямоугольника P (а, значит, и подобного ему прямоугольника B) тоже рационально. Поэтому из прямоугольников, равных B, можно сложить квадрат, а из таких квадратов – прямоугольник, подобный A.

  Пусть теперь отношение a1/a2 сторон кирпича иррационально.

  Заметим, что если какое-то число представимо в виде  za1 + ta2,  где z и t – целые числа, то числа z и t определяются однозначно (если

za1 + ta2 = Za1 + Ta2,  то  (z – Z)a1 = (t – T)a2,  и при  z ≠ Z  отношение a1/a2 будет рационально, что противоречит предположению).

  Можно считать, что к левому нижнему углу примыкает горизонтальный кирпич (ширины а1). Продолжим правую сторону кирпича до отрезка максимальной длины, идущего по сторонам кирпичей. К нему примыкает (ввиду единственности представления длины) поровну горизонтальных кирпичей слева и справа. Слева такой кирпич есть, значит справа – тоже (пока мы не утверждаем, что он примыкает к нижней стороне прямоугольника, хотя из дальнейшего это будет следовать). Продолжим до максимального отрезка правую сторону этого горизонтального кирпича, найдём примыкающий к этому отрезку справа горизонтальный кирпич, и т. д., пока не дойдём до правой стороны Р. Значит, горизонтальная сторона Р кратна а1. Аналогично вертикальная сторона кратна а2.

  Но тогда отношение b1/b2 сторон прямоугольника B равно za1/ta2, где z и t целые. Следовательно,  tb1/zb2 = a1/a2,  и можно получить прямоугольник, подобный A, расположив равные B прямоугольники ширины b1 в z рядов по t штук в ряду.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет