Несколько прямых на плоскости пересекаются так, что через каждую точку их пересечения проходит ровно 2 прямые, а на каждой из этих прямых лежит ровно 6 точек пересечения.
а)  Докажите, что таких прямых не меньше 7.
б)    Приведите пример, удовлетворяющий условию задачи, с 8 прямыми.
от

1 Ответ

Дано:

- n прямых на плоскости.
- Каждая точка пересечения принадлежит ровно 2 прямым.
- На каждой из прямых лежит ровно 6 точек пересечения.

Найти:

а) Докажите, что таких прямых не меньше 7.  
б) Приведите пример, удовлетворяющий условию задачи, с 8 прямыми.

Решение:

а)

1. Обозначим количество прямых как n.
2. Каждая прямая пересекает 6 других прямых (по условию). Таким образом, каждая прямая определяет 6 точек пересечения.
3. Поскольку каждая точка пересечения принадлежит ровно 2 прямым, общее количество точек пересечения будет равно:

T = (n * 6) / 2 = 3n.

4. Эти точки пересечения находятся между n прямыми, и каждая пара прямых даёт одну точку пересечения. Таким образом, количество точек пересечения также можно выразить как:

T = C(n, 2) = n * (n - 1) / 2.

5. Приравняем оба выражения для T:

3n = n * (n - 1) / 2.

6. Умножим обе стороны на 2:

6n = n * (n - 1).

7. Разделим обе стороны на n (при n > 0):

6 = n - 1.

8. Отсюда:

n = 7.

Таким образом, доказано, что n не меньше 7.

б) Пример с 8 прямыми:

1. Рассмотрим 8 прямых, каждая из которых пересекается с 6 другими прямыми.
2. Конструкция может быть следующей: расположим 8 прямых в виде звезды или радиальной схемы, где каждая прямая пересекается с двумя соседями и образует точки пересечения с 6 другими прямыми.
3. Каждая из 8 прямых будет пересекаться с другими, образуя 6 точек пересечения на каждой прямой, и при этом не создавая дополнительных точек.

Ответ:
а) Доказано, что таких прямых не меньше 7.  
б) Пример с 8 прямыми: прямые могут быть расположены в радиальной схеме, где каждая прямая пересекает 6 других.
от