В квадрате со стороной 1 отметили 53 точки, из которых четыре являются вершинами квадрата, а остальные (произвольные) 49 точек лежат внутри. Докажите, что найдется треугольник с отмеченными вершинами, имеющий площадь не более 0,01.
Пусть в квадрате отмечено n точек: 4 вершины квадрата и точки внутри Докажем по индукции, что квадрат можно разбить на треугольники с отмеченными вершинами, причем число треугольников равно К такому выражению нетрудно прийти рассматривая значения и
База индукции очевидна: при имеем 4 треугольника с общей вершиной внутри квадрата.
Пусть для квадрат разбит на треугольников, и мы добавляем
Таким образом, число треугольников при добавлении новой вершины стало равно
и тем самым индукционный переход доказан.
Если же точка M попала на сторону, скажем, AB треугольника ABC, то AB является общей стороной треугольника ABC и некоторого другого треугольника разбиения — скажем, треугольника АВD. В этом случае будем иметь 4 новых треугольника AMD, BMD, AMC, BMC вместо двух «старых» треугольников АBC и АBD, и тем самым опять количество треугольников увеличилось на 2. Итак, при получим разбиение квадрата на треугольников с отмеченными вершинами и поэтому в единичном квадрате найдется треугольник площади не более 0,01.