сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В пра­виль­ном тет­ра­эд­ре с реб­ром, рав­ным 8, от­ме­че­ны 25 раз­лич­ных точек: 4 вер­ши­ны и 21 про­из­воль­ная точка внут­ри тет­ра­эд­ра. Ни­ка­кие 4 от­ме­чен­ные точки не лежат в одной плос­ко­сти. До­ка­жи­те, что най­дет­ся тет­ра­эдр с вер­ши­на­ми в от­ме­чен­ных точ­ках, объем ко­то­ро­го мень­ше еди­ни­цы.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Объем тет­ра­эд­ра с реб­ром 8 есть  дробь: чис­ли­тель: 128 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , по­сколь­ку этот тет­ра­эдр по­лу­ча­ет­ся если взять не со­еди­нен­ные реб­ром вер­ши­ны куба с реб­ром 4 ко­рень из 2 . За­ме­тим, что  дробь: чис­ли­тель: 128 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби < 64, зна­чит, если удаст­ся тет­ра­эдр раз­ре­зать на 64 тет­ра­эд­ра с вер­ши­на­ми в от­ме­чен­ных точ­ках, то один из тет­ра­эд­ров раз­би­е­ния будет иметь объем мень­ше 1.

До­ка­жем, что если внут­ри тет­ра­эд­ра вы­бра­ны k точек, так что если до­ба­вить к ним 4 вер­ши­ны тет­ра­эд­ра, то среди по­лу­чен­ных k + 4 точек ни­ка­кие 4 не лежат в одной плос­ко­сти, тогда тет­ра­эдр можно раз­ре­зать на 3k + 1 тет­ра­эдр с вер­ши­на­ми в вы­бран­ных точ­ках.

Ин­дук­ция по k. При k = 0 счи­та­ем что тет­ра­эдр раз­бит на один тет­ра­эдр – са­мо­го себя. Пусть для k до­ка­за­но, до­ка­жем для k + 1. Возь­мем любые k из внут­рен­них точек, по пред­по­ло­же­нию ин­дук­ции разо­бьем тет­ра­эдр. Те­перь до­ба­вим по­след­нюю точку, и по­смот­рим, внутрь ка­ко­го тет­ра­эд­ра раз­би­е­ния она по­па­ла. Этот тет­ра­эдр разо­бьем на че­ты­ре, каж­дый из ко­то­рых об­ра­зо­ван новой точ­кой и гра­нью раз­би­ва­е­мо­го тет­ра­эд­ра. Раз­би­тый тет­ра­эдр за­ме­ним в раз­би­е­нии че­тырь­мя но­вы­ми, число тет­ра­эд­ров в раз­би­е­нии вы­рос­ло на 3 (4 до­ба­ви­ли 1 убра­ли).

Итак, при k = 21 имеем раз­би­е­ние на 64 тет­ра­эд­ра, что и тре­бо­ва­лось.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние.28
Вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка, не вли­я­ю­щая на общий план ре­ше­ния при без­упреч­ной канве ре­ше­ния.

24
Идея раз­би­вать на не­пе­ре­се­ка­ю­щи­е­ся тет­ра­эд­ры и поль­зо­вать­ся прин­ци­пом Ди­ри­х­ле, но от­сут­ству­ет ре­а­ли­за­ция (на­при­мер, в корне не­пра­виль­ное число тет­ра­эд­ров в раз­би­е­нии, не 64 или 63, либо не до­ка­за­но, по­че­му можно раз­бить на столь­ко тет­ра­эд­ров, либо объем тет­ра­эд­ра не по­счи­тан или по­счи­тан не­вер­но, что не поз­во­ля­ет до­ве­сти ре­ше­ние)

10
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет кри­те­ри­ям, опи­сан­ным выше.

0
Мак­си­маль­ный балл28