На плоскости дан выпуклый многоугольник с вершинами в целых точках, содержащий внутри начало координат O. Пусть V1 — множество векторов, идущих из O в вершины многоугольника, а V2 — множество векторов, идущих из O во все целые точки, содержащиеся внутри и на границе многоугольника (таким образом, V1 содержится в V2). Два кузнечика прыгают по целым точкам: каждый прыжок первого кузнечика смещает его на вектор из множества V1, а второго — из V2. Докажите, что для некоторого числа c верно следующее утверждение: если оба кузнечика могут допрыгать из O до некоторой точки A, причем второму понадобится для этого n прыжков, то первый сможет сделать это не более чем за n + c прыжков.
(А. Акопян)
Пусть тогда лежит в треугольнике с вершинами из и, значит, где α, β, γ — неотрицательные рациональные числа с суммой 1 (они пропорциональны площадям треугольников vbc, vac, vab соответственно). Если
Предположим, что утверждение задачи неверно, тогда имеется последовательность точек такая что где и обозначают количества прыжков, необходимых первому и второму кузнечикам соответственно, чтобы достичь
прыжков. Противоречие.