Тема . Комбинаторная геометрия

Принцип крайнего, индукция и другие методы в комбигео

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела комбинаторная геометрия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#92973

Пусть k  и n ≥k+ 3  — натуральные числа. Дано семейство из n  равных квадратов с параллельными сторонами на плоскости. Среди каждых k+ 3  квадратов этого семейства найдутся 4  попарно не пересекающихся. Докажите, что эти квадраты можно раскрасить в k  цветов так, чтобы одноцветные квадраты не пересекались. (Считается, что квадрат содержит свою границу.)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

В задаче есть изменяющаяся величина - n, поэтому можно попробовать провести индукцию по n.

Подсказка 2

Для раскрутки задачи, нужно рассмотреть какое-то множество из k+3 квадратов. Какое брать непонятно, хочется, чтобы оно как-то отличалось от остальных, поэтому возьмите какой-нибудь крайний квадрат и поработайте с ним.

Подсказка 3

Рассмотрите самый верхний квадрат. Сколько квадратов его может пересекать? Исходя из этого, выполните переход индукции.

Показать доказательство

Индукция по n.  База n= k+ 3  понятна: 4  попарно не пересекающихся квадрата красим в один цвет, каждый из оставшихся k− 1  квадратов — в свой цвет, всего использовано k  цветов. Теперь считаем, что n≥ k+4  и утверждение доказано для n− 1  квадратов. Стороны квадратов считаем вертикальными и горизонтальными. Рассмотрим самый высокий (один из них) квадрат s.  Если s  пересекается не более чем с k − 1  другими квадратами,отбросим его мысленно, покрасим оставшиеся n − 1  квадратов, пользуясь индукционным предположением, и докрасим s.  Пусть A,B  — два нижних угла квадрата s.  Заметим, что любой квадрат, пересекающий s,  содержит точку A  или B.  Предположим, что нашлось k +1  квадратов, пересекающих s.  Добавим к этим квадратам и к s  произвольный квадрат t.  Из этих k+ 3  квадратов каждый, кроме t,  содержит точку A  или B,  так что из них не выбрать 4  попарно не пересекающихся — противоречие. Осталось рассмотреть случай, когда имеется ровно k  квадратов, пересекающих s.  Добавим к ним и к s  любые два квадрата t,r.  В полученном семействе все квадраты, кроме t  и r,  содержат A  или B,  поэтому два из 4  попарно не пересекающихся квадратов в этом семействе — это обязательно t  и r,  а ещё два — какие-то квадраты u,v,  пересекающие s  (но отличные от s).  В этом случае любые два квадрата, не пересекающие s,  не пересекаются. Значит, можно покрасить в один цвет квадрат s  и все квадраты, не пересекающие s;  в один цвет u  и v;  остаётся всего k− 2  квадрата — красим каждый в свой цвет.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!