Условие
Кривая
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
делит квадрат на две части равной
площади. Докажите, что на ней можно выбрать две точки
A
и
B так, что прямая
AB проходит через центр
O квадрата.
Решение
Случай, когда точка
O принадлежит
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
, очевиден;
поэтому будем предполагать, что
O не принадлежит
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
.
Пусть
![$ \Gamma{^\prime}$](show_document.php?id=591901)
— образ кривой
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
при симметрии относительно
точки
O. Если кривые
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
и
![$ \Gamma{^\prime}$](show_document.php?id=591901)
не пересекаются, то части, на
которые
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
делит квадрат, не могут быть равной площади.
Пусть
X — точка пересечения
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
и
![$ \Gamma{^\prime}$](show_document.php?id=591901)
, а точка
X'
симметрична
X относительно точки
O. Так как при симметрии
относительно точки
O кривая
![$ \Gamma{^\prime}$](show_document.php?id=591901)
переходит в
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
, то
X'
принадлежит
![$ \Gamma$](show_document.php?id=591903)
. Поэтому прямая
XX' искомая.
Источники и прецеденты использования