Тема . Всесиб (Всесибирская открытая олимпиада школьников)

Отбор Всесиба

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела всесиб (всесибирская открытая олимпиада школьников)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#74603

(a) Квадрат размера 1×1  разбит на 25 не обязательно одинаковых прямоугольников, каждый из которых имеет одинаковый периметр     p  . Найти минимальное и максимальное возможное значение p  .

(b) Можно ли разбить единичный квадрат на 30 не обязательно одинаковых прямоугольников периметра 2?

Подсказки к задаче

Пункт а), подсказка 1

Если мы разбиваем прямоугольник на 25 маленьких, тогда что можно сказать про площадь самого большого из них?

Пункт а), подсказка 2

Верно, она должна быть не меньше 1/25. В таком случае, можно оценить его периметр по неравенству о средних!

Пункт а), подсказка 3

Да, по неравенству о средних его периметр будет не меньше 0.8, нужно только показать, что это значение достигается. Для оценки максимума попробуйте написать оценки на прямоугольник площадь которого не больше 1/25.

Пункт а), подсказка 4

Да, площадь какого-то прямоугольника(причем он обязательно существует) не больше 1/25. Можно обозначить его стороны за a и b, причем каждое из них не больше единицы! В таком случае, будет верно, что a*(p/2-1) ≤ 1/25. Осталось исследовать эту функцию(где она принимает минимальные значения) и привести пример!

Пункт б), подсказка 1

Попробуем перейти от исходного квадрата к другому квадрату поменьше, который мы можем замостить одинаковыми прямоугольниками! Что для этого можно сделать?

Пункт б), подсказка 2

Да, можно вырезать «рамку» из исходного прямоугольника с помощью четырех прямоугольников размером x*(1-x). Тогда, в центре останется квадрат размером (1-2x)*(1-2x). Что можно попробовать сделать с этим квадратом?

Пункт б), подсказка 3

Да, этот квадрат можно попробовать разрезать на 26 равных, площадь каждого из которых будет: (1-2x)*(1-2x)/26. А дальше вспоминаем, что периметр такого прямоугольника должен быть равен 2!

Показать ответ и решение

(a) Один из прямоугольников разбиения должен иметь площадь не меньше, чем 1-
25  , обозначим его стороны за x  и y  . По неравенству о среднем арифметическом и средним геометрическом имеем

x+y   √--  ∘-1-  1
-2--≥  xy ≥  25-= 5  =⇒   p= 2(x+ y)≥ 0,8

Значение p= 0,8  достигается для разбиения квадрата на 25  одинаковых квадратиков со стороной 0,2.

По принципу Дирихле в любом разбиении единичного квадрата на 25  прямоугольников найдётся прямоугольник (обозначим его стороны за x≤ 1  и y ≤ 1  ) площади S  не больше 125.  При этом x = p2 − y ≥ p2 − 1.  Следовательно,      (    )
S = x p2 − x ≤ 125  для    [     ]
x ∈ p2 − 1;1.  Функция S(x)  является квадратичной с отрицательным старшим коэффициентом, поэтому её минимум на отрезке принимается в одном из концов этого отрезка. Соответствующие значения на концах равны p2 − 1.  Следовательно,

p − 1≤-1  ⇐ ⇒  p ≤2,08
2     25

Разбиение квадрата на 25  равных прямоугольников со сторонами 1  и -1
25  даёт пример p =2,08

(b) Приведем алгоритм разбиения квадрата на 30 прямоугольников периметра 2. Понятно, что нужно каким-то образом уменьшить разрезаемый квадрат, потому что его стороны слишком большие.

Попробуем отрезать от исходного квадрата 1 ×1  "рамку"из четырех прямоугольников. Для этого выберем некоторое число x< 1.
   2  Теперь отрежем от исходного квадрата четыре прямоугольника размером x ×(1− x)  так, чтобы в центре остался квадрат размером (1− 2x)× (1− 2x).

x1− x

Разобьем теперь центральный квадрат на 26 равных прямоугольников размером

(1− 2x)× 1−-2x
          26

Их периметр равен 2, поэтому получаем уравнение

2(1− 2x + 1-− 2x)= 2
          26

Таким образом, x= -1.
   54  В итоге получаем следующее разбиение.

x1− x

Ответ:

(a) 0,8;2,08

(b) да

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!