Отец оставил в наследство трём сыновьям квадратный участок земли. Каждый из них построил себе на этом участке дом и калитку в заборе — на рисунке они отмечены одной цифрой. Два брата построили свои дома на некотором расстоянии от забора, а третий — вплотную к нему. Потом братья поссорились друг с другом и решили проложить дорожки от своих калиток к домам так, чтобы эти дорожки нигде не пересекались. а) Смогут ли братья это сделать? б) Изменится ли ответ задачи, если вплотную к забору свой дом построил бы не третий, а второй брат?
от

1 Ответ

Дано:
1. У нас есть квадратный участок земли.
2. Трое братьев построили свои дома и калитки на этом участке.
3. Каждый дом обозначен одной цифрой (1, 2, 3), и калитка каждого брата тоже обозначена цифрой.

Найти:
а) Смогут ли братья проложить дорожки от своих калиток к домам так, чтобы дорожки не пересекались?
б) Изменится ли ответ, если бы дом, построенный вплотную к забору, принадлежал не третьему, а второму брату?

Решение:

а) Смогут ли братья проложить дорожки так, чтобы они не пересекались?

1. Рассмотрим случай, когда один из домов построен вплотную к забору. Пусть это дом 1. Два других дома находятся на некотором расстоянии от забора.

2. Поскольку забор представляет собой границу квадрата, и все дома расположены внутри или у границы квадрата, мы можем использовать теорему о четырех точках в плоскости. Согласно этой теореме, если мы хотим провести непересекающиеся пути от трех точек (калиток) к другим трем точкам (домам) на плоскости, это возможно при условии, что все эти точки находятся в общем положении, позволяющем провести такие пути.

3. Если один дом построен вплотную к забору, его можно рассматривать как фиксированную точку, а две другие точки расположены на некотором расстоянии. В таком случае, существуют пути от калиток к домам, которые не пересекутся. Например, можно использовать алгоритмы планирования путей для доказательства существования таких путей.

Таким образом, в общем случае, когда один дом расположен вплотную к забору, братья смогут проложить непересекающиеся дорожки.

б) Изменится ли ответ, если бы дом, построенный вплотную к забору, принадлежал не третьему брату, а второму брату?

1. В этом случае рассуждения остаются аналогичными. Мы снова имеем три точки (калитки) и три других точки (дома) в плоскости. Если хотя бы один дом построен вплотную к забору, мы можем использовать теорему о четырех точках, чтобы утверждать, что всегда можно провести непересекающиеся пути от калиток к домам.

2. Положение дома у забора меняет только конфигурацию, но не нарушает общие условия задачи. Как и в предыдущем случае, при наличии подходящих алгоритмов планирования путей и применения теоремы о четырех точках, дорожки могут быть проведены так, чтобы они не пересекались.

Ответ:
а) Да, братья смогут проложить дорожки так, чтобы они не пересекались, если один из домов построен вплотную к забору.
б) Нет, ответ не изменится. Если дом, построенный вплотную к забору, принадлежит второму брату, дорожки все равно смогут быть проложены так, чтобы не пересекаться.
от