Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Теорема о разрезании квадрата на равновеликие треугольники
Материал из https://ru.wikipedia.org

Теорема о разрезании квадрата на равновеликие треугольники гласит, что квадрат невозможно разрезать на нечётное число треугольников одинаковой площади[1].

Теорема знаменита своим неожиданным доказательством, использующим 2-адическую норму.

Содержание

История

Задача была поставлена Фредом Ричманом в «American Mathematical Monthly» в 1965 году и решена Паулем Монски в 1970 году[2].

О доказательстве

Используя 2-адические числа, строится определённая раскраска точек единичного квадрата в три цвета.

Главные свойства раскраски состоят в следующем:
  1. Площадь любого треугольника с вершинами разных цветов не может быть выражена дробью с нечётными числителем и знаменателем.
    • В частности, если бы существовало разбиение квадрата на нечётное число равновеликих треугольников, то ни один из треугольников не имел бы вершин всех трёх цветов.
  2. Любая прямая окрашена ровно в два цвета.


Это и некоторые другие свойства данной раскраски приводят к противоречию с леммой Шпернера.

Вариации и обобщения
  • -мерный куб может быть разбит на симплексы одинакового объема, только если количество симплексов кратно [3][4].
  • Из доказательства теоремы также следует существование четырёхугольников, не допускающих разрезания на равновеликие треугольники.
  • Для целого числа , правильный -угольник допускает разрезание на равновеликих треугольников тогда и только тогда, когда делится на [5].
  • Никакой зоногон не может быть разрезан на нечётное количество равных по площади треугольников. Этот факт был доказан тем же Паулем Монски после основной теоремы[6][7].


Примечания
  1. Martin Aigner, Gnter M. Ziegler. One square and an odd number of triangles // Proofs from The Book. — 4th. — Berlin, 2010. — С. 131–138. — ISBN 978-3-642-00856-6. — doi:10.1007/978-3-642-00856-6_20.
  2. P. Monsky. On Dividing a Square into Triangles (англ.) // The American Mathematical Monthly : journal. — 1970. — Vol. 77, no. 2. — P. 161—164. — doi:10.2307/2317329. MR: 0252233.
  3. Sperner’s Lemma Архивная копия от 19 апреля 2016 на Wayback Machine, Moor Xu
  4. E. A. Kasimatis, Dissections of regular polygons into triangles of equal areas, Discrete & Computational Geometry, August 1989, Volume 4, Issue 4, pp 375—381


Литература
Downgrade Counter