Задача 1:
(8)
а) Можно ли занумеровать ребра куба натуральными
числами от 1 до 12 так, чтобы для каждой вершины куба сумма
номеров ребер, которые в ней сходятся, была одинаковой?
б) Аналогичный вопрос, если расставлять по ребрам куба числа
– 6, – 5, – 4, – 3, – 2, – 1, 1, 2, 3, 4, 5, 6.
Решение:
а) Докажем, что такая нумерация невозможна методом
«от противного". Предположим, что это возможно, и сумма номеров
ребер, сходящихся в каждой из восьми вершин, равна x. Сложив эти
суммы для всех вершин, получим 8x. С другой стороны, мы должны
таким образом получить удвоенную сумму номеров всех ребер, так
как номер каждого ребра входит в эту сумму дважды — с каждой из
вершин, которые это ребро соединяет. Вычислим эту сумму:
2 (1 + 2 + ... + 12) = 156. Отсюда следует: 8x = 156, т.е. x не
может быть целым числом. Полученное противоречие доказывает
утверждение.
б) Пример такой нумерации показан на рис. 3.
Задача 2:
(8)
Существует ли выпуклый 1978-угольник, у которого все
углы выражаются целым числом градусов?
Решение:
Предположим, что такой многоугольник существует.
Каждый угол этого многоугольника не превосходит 179,
поскольку меньше 180 и является целым числом. Значит,
сумма его углов не превосходит 1978 179 = 354062. С
другой стороны, известно, что сумма углов любого выпуклого
1978-угольника равна 1976 180 = 355680.
Полученное противоречие показывает, что такого многоугольника не
существует. Заметим, что приведенное рассуждение несколько
упрощается, если вместо внутренних углов многоугольника
рассматривать его внешние углы.