«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача М890

Условие задачи (1984, № 10) Задача М890 // Квант. — 1984. — № 10. — Стр. 40; 1985. — № 2. — Стр. 42—43.

На территории страны, имеющей форму квадрата со стороной 1000 км, находится 51 город. Страна располагает средствами для прокладки $11\,000~\text{км}$‍‍ шоссейных дорог. Сможет ли она соединить сетью шоссейных дорог все свои города?

Л. Д. Курляндчик

Всероссийская математическая олимпиада школьников (X, 1984 год)


Решение задачи (1985, № 2) Задача М890 // Квант. — 1984. — № 10. — Стр. 40; 1985. — № 2. — Стр. 42—43.

Ответ: да, сможет. Укажем один из возможных способов прокладки дорог. Проложим шоссе длиной 1000 км через один из городов страны параллельно стороне квадрата от границы до границы (рис. 1). Отступив от концов этого шоссе на 100 км, отметим на шоссе две точки. Между ними на равном расстоянии 200 км друг от друга расположим ещё 3 точки. Через эти 5 точек проложим 5 дорог, перпендикулярных ранее построенному шоссе и простирающихся от одной границы до другой. Теперь из каждого города проложим шоссе, соединяющее по кратчайшему пути этот город с одной из уже проложенных дорог. Длина каждого такого дополнительного шоссе не более 100 км, а всего таких шоссе не более 50. Следовательно, общая длина всех шоссейных дорог не превосходит $6\cdot1000+50\cdot100=11000~\text{км}$‍.

Указанная сеть шоссейных дорог не является кратчайшей. На рисунке 2 приведён пример более рационального расположения шоссейных дорог. Ломаная общей протяжённостью $5\cdot800+4\cdot200=4800~\text{км}$‍‍ дополняется 12 «усиками» длиной $(100\sqrt{2}-100)~\text{км}$‍‍ каждый. Получающаяся при этом сеть шоссейных дорог длиной $4800+12\cdot(100\sqrt{2}-100)=3600+1200\sqrt{2}~\text{км}$‍‍ такова, что, как легко убедиться, расстояние от любой точки квадрата до ближайшего шоссе не превосходит 100 км. Поэтому для того, чтобы соединить 51 город с уже построенной сетью шоссейных дорог, потребуется продолжить большее $51\cdot100=5100~\text{км}$‍‍ дорог. Следовательно, действуя указанным образом, мы должны будем проложить не более $8700+1200\sqrt{2}\lt8700+1800=10500~\text{км}$‍‍ дорог.

Рисунок номер 1 Рисунок номер 2

Л. Д. Курляндчик, С. В. Резниченко


Метаданные Задача М890 // Квант. — 1984. — № 10. — Стр. 40; 1985. — № 2. — Стр. 42—43.

Предмет
Математика
Условие
Решение
,
Номера

1984. — № 10. — Стр.  [условие]

1985. — № 2. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М890 // Квант. — 1984. — № 10. — Стр. 40; 1985. — № 2. — Стр. 42‍—‍43.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m890/