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【題目】將圓周上的所有點進行三染色。證明:存在無窮多個等腰三角形,其頂點均為圓周上的同色點。

【答案】見解析

【解析】

先證明一個引理.

引理 對一個正十三邊形的頂點進行三染色,則必有一個三頂點同色的等腰三角形.

證明 反證法.

假設存在一種染色方法,使得在正十三邊形中不存在同色等腰三角形.

由抽屜原理,知至少有五個點同色.

下面考慮這五個點的分布情形.

1 若這五個點中任意兩點不相鄰,設這五個中相鄰兩點所間隔的邊數依次為a、b、c、d、e,則a+b+c+d+e=13,且a、b、c、d、e≥2.

故至少有兩個值為2,其余三個要么均為3 ,要么還存在第三個值為2,即a、b、c、d、e中存在三個數相等.這三條線段有六個端點,而同色點只有五個.因此,至少有兩條線段有公共頂點,則構成了等腰三角形,與假設矛盾.

2 若這五個點中存在相鄰的點,不妨設為.據假設,知不存在同色等腰三角形.從而,排除點.如圖.

若點也染了該色,則排除點,在剩下的點中任選兩個染色,均與假設矛盾.故點染了其他顏色.由對稱性,知點也染了其他顏色.

若點染了該色,則排除點,在剩下的點中任選兩個染色,均與假設矛盾.故點染了其他顏色.由對稱性,知點也染了其他顏色.

在剩下的點中任選三個染色,均與假設矛盾.

因此,假設不成立.

引理得證.

由于圓周上的點可以構成無窮多個正十三邊形,據引理,知存在無窮多個同色等腰三角形.

又由于只有三種顏色,則存在無窮多個等腰三角形,其頂點均為圓周上的同色點.

證明 記△DEF的外接圓、△BHC的外接圓分別為.

因為B、F、H、D四點共圓,所以,PB·PH=PD·PF.

于是,點P在圓的根軸上.

類似地,由C、E、H、D四點共圓,知點Q 在圓的根軸上.

由于點S在圓的根軸PQ上,故點S在圓上.

以H為反演中心,-HA·HD為反演冪作反演變換,則

.

由于M為EF與圓的交點,S為圓的交點,從而,.

因此,M、H、S三點共線.

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A. 6 B. 5 C. 4 D. 3

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)規定日平均生產件數不少于80件者為生產能手,請你根據已知條件完成的列聯表,并判斷是否有的把握認為生產能手與工人所在的年齡組有關?

附表:

P

0100

0010

0001

k

2706

6635

10828

,(其中

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依次計算數列,,,,的前四項的值,由此猜測的有限項的表達式,并用數學歸納法加以證明.

解:計算 ,

,

,

,

由此猜想 .(*

下面用數學歸納法證明這一猜想.

i)當時,左邊,右邊,所以等式成立.

(ⅱ)假設當時,等式成立,即

那么,當時,

等式也成立.

根據(i)和(ⅱ)可以斷定,(*)式對任何都成立.

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