W poszukiwaniu trójkąta równobocznego»Zadanie 6
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu W poszukiwaniu trójkąta równobocznego
- Publikacja w Delcie: wrzesień 2019
- Publikacja elektroniczna: 1 września 2019
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (350 KB)
Na bokach trójkąta
na zewnątrz niego, zbudowano trójkąty równoboczne
i
Środkami tych trójkątów są odpowiednio punkty
i
Dowieść, że trójkąt
jest równoboczny (twierdzenie Napoleona).
jest podobny do trójkąta
w skali
(bkb), analogicznie trójkąt
do
Stąd
Tą samą metodą dowodzimy, że 
o podstawach
i
w którym
Na boku
tego trapezu leży taki punkt
że
Wykazać, że 
Wówczas trójkąty
i
są równoboczne, dalej dowodzimy, że trójkąty
i
są przystające (bkb).
leży wewnątrz sześciokąta foremnego
Udowodnić, że suma pól trójkątów
i
jest równa sumie pól trójkątów
i 
i
otrzymując trójkąt równoboczny. Suma pól trójkątów
i
stanowi
pola tego trójkąta.
mamy
Wykazać, że 
będzie punktem symetrycznym do
względem prostej
Wówczas trójkąt
jest równoboczny oraz
wszystkie kąty płaskie przy wierzchołku
mają miarę
Wykazać, że 
będzie siatką tego czworościanu po rozcięciu wzdłuż krawędzi
i usunięciu ściany
Wówczas trójkąt
jest równoboczny.
w którym
Punkt
jest środkiem boku
Na odcinkach
i
wybrano odpowiednio takie punkty
i
że
Wykazać, że 
będzie symetryczny do
względem
Wówczas trójkąt
jest równoboczny.
mamy
Punkty
i
leżą na bokach odpowiednio
i
przy czym proste
i
są dwusiecznymi kątów trójkąta
Udowodnić, że 
na zewnątrz trójkąta
Wtedy
Korzystając z twierdzenia o dwusiecznej oraz podobieństwa trójkątów
i
wykażemy, że
jest dwusieczną kąta
Analogicznie
jest dwusieczną kąta 
w którym
jest podstawą ostrosłupa
Ponadto zachodzą równości
oraz
Udowodnić, że 
by czworokąt
był prostokątem. Wtedy trójkąt
jest równoboczny. Z nierówności kąta trójściennego mamy 
wybrano taki punkt
dla którego wartość wyrażenia
jest najmniejsza (punkt Fermata-Torricellego). Wykazać, że 
o
wokół punktu
w kierunku zgodnym z orientacją trójkąta
Otrzymamy trójkąt
przystający do
Trójkąt
jest równoboczny, więc
jest równe długości łamanej
która jest najkrótsza, gdy jej wierzchołki są współliniowe.
Każdy bok i każdą przekątną
-kąta foremnego pomalowano przy użyciu jednego z
kolorów w taki sposób, że dla każdej trójki kolorów istnieje trójkąt o bokach w tych właśnie kolorach wyznaczony przez trzy spośród wierzchołków danego
-kąta. Wykazać, że
jest liczbą nieparzystą.
-kąta czadowym i zauważmy, że liczba czadowych trójkątów jest równa liczbie trójek kolorów. To oznacza, że jeśli warunki zadania są spełnione, to każda trójka kolorów pojawia się jako zbiór kolorów boków czadowego trójkąta dokładnie raz. W szczególności żaden czadowy trójkąt nie może mieć dwóch boków tego samego koloru.
Z jednej strony liczba czadowych trójkątów o czerwonym boku jest równa
gdyż każdy czerwony odcinek jest bokiem dokładnie
czadowych trójkątów. Z drugiej strony liczba ta jest równa liczbie sposobów doboru dwóch innych spośród
dostępnych kolorów do czerwonego, czyli
Stąd
jest liczbą całkowitą, to
jest liczbą nieparzystą.
Każdy bok i każdą przekątną
-kąta foremnego pomalowano przy użyciu jednego z
kolorów w taki sposób, że dwa odcinki mają ten sam kolor dokładnie wtedy, gdy są równoległe. Wykazać, że dla każdej trójki kolorów istnieje trójkąt o bokach w tych właśnie kolorach wyznaczony przez trzy spośród wierzchołków danego
-kąta.
-kąta czadowym. Zauważmy, że skoro każde dwa jednokolorowe odcinki są równoległe, to każdy czadowy trójkąt ma różnokolorowe boki. Liczba trójek kolorów jest równa liczbie czadowych trójkątów, więc do rozwiązania zadania wystarczy wykazać, że każde dwa różne czadowe trójkąty mają różne zbiory kolorów boków.
-kącie foremnym), to są przystające, a rozważana jednokładność jest symetrią względem środka tego okręgu. To jednak oznacza, że pewne dwa wierzchołki danego
-kąta wyznaczają średnicę tego okręgu, co z kolei przeczy założeniu, że
jest liczbą nieparzystą. Uzyskana sprzeczność kończy rozwiązanie zadania.
-kąta kolejnymi resztami z dzielenia przez
i zauważmy, że odcinki
oraz
mają ten sam kolor wtedy i tylko wtedy, gdy

Trójkąt
ma boki
odpowiednio w tych kolorach wtedy i tylko wtedy, gdy

jest liczbą nieparzystą, więc trójka
jest wyznaczona jednoznacznie z dokładnością do reszty z dzielenia przez 
o współczynnikach całkowitych oraz względnie pierwsze dodatnie liczby całkowite
i
Udowodnić, że jeśli
oraz
to 
ma miejsce podzielność
mamy
jest podzielna przez
(w razie potrzeby przyjmujemy
).
jest liczbą podzielną zarówno przez
jak i przez
Pozostaje skorzystać z założenia, że liczby
i
są względnie pierwsze.
można zamienić niektóre znaki "
" na "
" w ten sposób, by wynik był równy 
" na "
", to wartość całego wyrażenia zmaleje o
więc nie zmieni się jego parzystość. Początkowa suma jest nieparzysta, więc niemożliwe jest osiągnięcie wartości parzystej.
trzycyfrowych liczb pierwszych. Możemy zmazać dwie zapisane na tablicy liczby i zamiast nich zapisać wartość bezwzględną ich różnicy. Postępujemy tak aż do momentu, gdy na tablicy pozostanie jedna liczba. Czy tą liczbą może być 
i
zastępujemy liczbą
więc suma liczb na tablicy zmniejsza się o
czyli nie zmienia się jej parzystość.
drzew, na każdym siedzi jeden wróbel. Wróble przelatują czasem na inne drzewa, ale zgodnie z regułą: dwa wróble lecą jednocześnie, każdy na drzewo sąsiadujące z tym, na którym siedział, jeden zgodnie, a drugi przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Czy jest możliwe, aby w pewnej chwili wszystkie wróble siedziały na tym samym drzewie?
do
Każdemu wróblowi przypisujemy jego pozycję, czyli numer drzewa, na którym siedzi. Należy zauważyć, że suma pozycji wszystkich wróbli może się zmienić jedynie o wielokrotność
więc nie zmienia się jej reszta z dzielenia przez 
cukierków, drugie
a trzecie
Każde z nich może w dowolnej chwili dać po jednym swoim cukierku pozostałej dwójce. Czy dzieląc się w ten sposób, dzieci mogą doprowadzić do tego, by każde z nich miało
cukierków?
oznaczają liczby cukierków dzieci. Należy zauważyć, że wartość wyrażenia
może się zmienić jedynie o wielokrotność
więc ma ono stałą resztę z dzielenia przez 
i
reguły postępowania takie jak w poprzednim zadaniu. Rozstrzygnąć, czy możliwe jest ustawienie pionków w wierzchołkach trójkąta, we wnętrzu którego znajduje się punkt o obu współrzędnych całkowitych.
(dlaczego?).
i
stoją pionki. Dozwolony ruch polega na wyborze dwóch pionków, a następnie przestawieniu jednego z nich na punkt płaszczyzny symetryczny względem punktu zajmowanego przez drugi pionek. Czy jest możliwe, aby po pewnej liczbie ruchów dwa pionki stanęły w tym samym miejscu?
symetrycznie względem punktu
otrzymamy taki punkt
którego obie współrzędne są tej samej parzystości, co odpowiednie współrzędne punktu 
stoi pionek. Jeżeli na pierwszym i trzecim z trzech kolejnych pól leżących w jednym wierszu, kolumnie lub diagonali stoi co najmniej jeden pionek, to możemy wziąć z nich po jednym pionku i przełożyć na drugie z tych pól. Rozstrzygnąć, czy można, wykonując takie ruchy, przełożyć wszystkie pionki na jedno pole.
napisano liczbę 1, na A8 napisano -1, a na pozostałych polach 0. Możemy wielokrotnie wykonywać następującą operację: wybieramy dowolne pole i zmniejszamy napisaną na nim liczbę o liczbę pól sąsiednich (mających wspólny bok), zaś każdą z liczb napisanych na polach sąsiednich zwiększamy o 1. Rozstrzygnąć, czy można doprowadzić do stanu, w którym na wszystkich polach szachownicy napisana jest liczba 0.
-kąta. Wykazać, że jego wierzchołki można tak pokolorować trzema kolorami, aby każde dwa punkty połączone bokiem lub jedną z narysowanych przekątnych miały różny kolor.
-kąta (niekoniecznie wypukłego) nazywamy podział tego wielokąta na
trójkąty przy użyciu pewnej liczby nieprzecinających się przekątnych (które mogą mieć wspólne końce).
-kąta o tej własności, że w każdym wierzchołku tego trójkąta schodzi się nieparzysta liczba trójkątów tej triangulacji. Wykazać, że
jest liczbą podzielną przez 3.
-kąta (niekoniecznie wypukłego) nazywamy podział tego wielokąta na
trójkąty przy użyciu pewnej liczby nieprzecinających się przekątnych (które mogą mieć wspólne końce).
i 
-kąta należą do trójkątów triangulacji tego samego koloru; bez straty ogólności przypuśćmy, że jest to kolor czarny. Tymczasem każda przekątna triangulacji jest bokiem dokładnie jednego trójkąta czarnego i jednego trójkąta białego. Stąd wniosek, że łączna liczba narysowanych przekątnych jest równa
a łączna liczba boków
-kąta i narysowanych przekątnych jest równa
W konsekwencji 
-kąta, przy czym
Na czarno malujemy wszystkie trójkąty tej triangulacji, których dokładnie jeden bok jest przekątną danego
-kąta, a na biało - wszystkie trójkąty tej triangulacji, których wszystkie trzy boki są przekątnymi danego
-kąta. Wykazać, że liczba czarnych trójkątów jest o
większa od liczby białych trójkątów.
-kąta (niekoniecznie wypukłego) nazywamy podział tego wielokąta na
trójkąty przy użyciu pewnej liczby nieprzecinających się przekątnych (które mogą mieć wspólne końce).
-kąta i oznaczmy przez
odpowiednio liczby białych, czarnych i szarych trójkątów.
to nie istnieje trójkąt, którego wszystkie boki są także bokami danego
-kąta, więc każdy z
trójkątów został pomalowany dokładnie jednym kolorem, czyli
-kąta, a każdy szary trójkąt ma dokładnie jeden taki bok. Stąd
są liczbami naturalnymi, to liczby
i
mają ten sam kolor. Dowieść, że wszystkie liczby naturalne większe od
mają ten sam kolor.
parzystych ten sam kolor mają liczby
i
Dla
nieparzystych - liczby
i 
będzie liczbą naturalną. Udowodnić przez indukcję, że:
dla
(b) 
należy obustronnie pomnożyć przez 5. Otrzymamy wtedy nierówność, z której łatwo wydedukować tezę indukcyjną:
wynika, że
dla pewnego
Mamy udowodnić, że
jest dzielnikiem liczby
dla wszystkich liczb rzeczywistych
i liczb naturalnych 
przez liczbę dodatnią
następnie wystarczy udowodnić, że 
oraz
dla
Wykazać, że
dla wszystkich naturalnych 
należy wykorzystać we wzorze rekurencyjnym z treści zadania w celu otrzymania tezy indukcyjnej 
różnych okręgów dzieli płaszczyznę na co najwyżej
obszarów.
okręgów na płaszczyźnie, to po dorysowaniu jeszcze jednego liczba obszarów wzrośnie o co najwyżej 
będzie liczbą naturalną. Udowodnić, że szachownicę o wymiarach
z jednym usuniętym polem można rozciąć na L-ki.
z usuniętym polem na
szachownice
z których jedna ma usunięte pole. Aby móc zastosować założenie indukcyjne, potrzebujemy by wszystkie cztery je miały. W tym celu pierwszą L-kę należy wyciąć w odpowiedni sposób ze środka szachownicy 