Задача № 1674149, 10, 11 классы3 / 5

Олимпиадная задача о площадях треугольников в четырехугольнике

Дан выпуклый четырехугольник ABCDABCD площади SS. Внутри каждой его стороны отмечено по точке и эти точки последовательно соединены отрезками, так что ABCDABCD разбивается на меньший четырехугольник и 44 треугольника. Докажите, что хотя бы у одного из этих треугольников площадь не превосходит S8\frac{S}{8}.

Разобрать решение

Пусть KK, LL, MM и NN – точки деления, лежащие на сторонах ABAB, BCBC, CDCD и DADA, причём AK=aABAK = aAB, BL=bBCBL = bBC, CM=cCDCM = cCD, DN=dDADN = dDA. Тогда

SKBLSLCMSMDNSNAB=(1–a)bSABC(1–b)cSBCD(1–c)dSCDA(1–d)aSDAB⩽S_{KBL}S_{LCM}S_{MDN}S_{NAB} = (1–a)bS_{ABC}(1 – b)cS_{BCD}(1 – c)dS_{CDA}(1 – d)aS_{DAB} \leqslant ⩽(a+1−a2)2(b+1−b2)2(c+1−c2)2(d+1−d2)2(SABC+SCDA2)2(SBCD+SDAB2)2⩽\leqslant \left(\frac{a+1-a}{2}\right)^2 \left(\frac{b+1-b}{2}\right)^2 \left(\frac{c+1-c}{2}\right)^2 \left(\frac{d+1-d}{2}\right)^2 \left(\frac{S_{ABC}+S_{CDA}}{2}\right)^2 \left(\frac{S_{BCD}+S_{DAB}}{2}\right)^2 \leqslant ⩽(12)8(S2)4.\leqslant \left(\frac12\right)^8 \left(\frac{S}{2}\right)^4. Следовательно, одно из чисел SKBLS_{KBL}, SLCMS_{LCM}, SMDNS_{MDN}, SNABS_{NAB} не превосходит (12)2⋅S2=S8\left(\frac12\right)^2 \cdot \frac{S}{2} = \frac{S}{8}.

Обсуждение

0

Комментариев пока нет.

Чтобы оставить комментарий, войдите в аккаунт.

Версии задачи

Выберите доступную версию задачи. Текущая версия отмечена в списке.

Сообщить об ошибке

Опишите неточность в условии, ответе или решении задачи № 167414.

Старый дизайн