ЗАДАЧИ
problems.ru
О проекте | Об авторах | Справочник
Каталог по темам | по источникам |
К задаче N

Проект МЦНМО
при участии
школы 57
Задача 105177
Темы:    [ Свойства симметрий и осей симметрии ]
[ Разбиения на пары и группы; биекции ]
[ Инварианты ]
[ Произвольные многоугольники ]
Сложность: 4
Классы: 8,9,10,11
В корзину
Прислать комментарий

Условие

Бильярдный стол имеет форму многоугольника (не обязательно выпуклого), у которого соседние стороны перпендикулярны друг другу. Вершины этого многоугольника – лузы, при попадании в которые шар там и остаётся. Из вершины A с (внутренним) углом 90° выпущен шар, который отражается от бортов (сторон многоугольника) по закону "угол падения равен углу отражения". Докажите, что он никогда не вернётся в вершину A.


Решение

  Если шар вылетит из A по стороне, он свалится в ближайшую лузу. Пусть шар вылетел под острым углом к стороне AB. Легко убедиться, что при отражении как от параллельной, так и от перпендикулярной к прямой AB стороны наименьший угол между AB и звеном траектории не меняется (см. рис.). Через точку A проходит две прямые под таким углом к AB, но только вдоль одной из них шар, вылетев из A, внутрь стола. Поэтому вернуться в A шар может только пройдя по стартовому звену в обратном направлении.

  Предположим, что это произошло. Мысленно проведём шар по тому же пути в обратном направлении. Этот путь, очевидно, также удовлетворяет законам отражения. Но путь шара полностью определяется начальным направлением. Следовательно "прямой" и "обратный" пути совпадают. Это значит, что в середине пути шар поменял направление движения на противоположное (то есть отскочил от стены под прямым углом). Но таких отскоков нет. Противоречие.

Замечания

1. 6 баллов.

2. Ср. с задачей 65409.

Источники и прецеденты использования

олимпиада
Название Московская математическая олимпиада
год
Номер 67
Год 2004
вариант
Класс 9
задача
Номер 3
олимпиада
Название Турнир городов
Турнир
Номер 25
Дата 2003/2004
вариант
Вариант весенний тур, основной вариант, 8-9 класс
задача
Номер 5

© 2004-... МЦНМО (о копирайте)
Пишите нам

Проект осуществляется при поддержке Департамента образования г.Москвы и ФЦП "Кадры" .