Задание 19 ЕГЭ, математика (профиль): Числа и их свойства

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 19Числа и их свойства

Дан выпуклый многоугольник M, который можно разрезать на 1292 квадрата площади 1.

а)  Приведите пример такого многоугольника, если известно, что длина его наименьшей стороны больше 15.

б)  Какое наибольшее число сторон может иметь многоугольник M?

в)  Какое наибольшее и наименьшее значение может иметь периметр этого многоугольника?

В подтеме 215 задач
Разбор
Главная идея: Разбиение выпуклого многоугольника на единичные квадраты возможно только для прямоугольника с целыми сторонами, площадь которого равна числу квадратов; далее задача сводится к анализу делителей числа 1292 для нахождения периметра.

а) Площадь M равна сумме площадей 1292 квадратов, то есть S=1292=4⋅17⋅19S=1292=4\cdot17\cdot19. Нужен прямоугольник с целыми сторонами и площадью 1292, у которого меньшая сторона больше 15. Подходит 17×7617\times 76 (его можно разбить на единичные квадраты по строкам и столбцам), меньшая сторона 17>15.

б) Разбиение на квадраты — это сетка, поэтому каждая вершина многоугольника M совпадает с вершиной одного из квадратов, а значит угол многоугольника в этой точке равен 90∘90^\circ (угол квадрата). Так все углы M равны 90∘90^\circ. Сумма углов выпуклого nn-угольника равна 180∘(n−2)180^\circ(n-2), а по условию она равна 90∘n90^\circ n. Решая 180(n−2)=90n180(n-2)=90n, получаем n=4n=4. Значит M — четырёхугольник с прямыми углами, то есть прямоугольник, и число сторон равно 4 — это максимум (и единственно возможное значение).

в) Пусть стороны прямоугольника a,ba,b — целые, ab=1292ab=1292, периметр P=2(a+b)P=2(a+b). При фиксированном произведении сумма a+ba+b растёт с ростом разности ∣a−b∣|a-b| (это доказывается через сравнение квадратов суммы: если ab=cdab=cd и ∣a−b∣<∣c−d∣|a-b|<|c-d|, то (a+b)2>(c+d)2(a+b)^2>(c+d)^2... на самом деле обратное — чем меньше разность, тем меньше сумма). Поэтому наибольшая сумма достигается при максимальной разности — крайние делители a=1292, b=1a=1292,\ b=1, отсюда Pmax=2⋅1293=2586P_{max}=2\cdot1293=2586. Наименьшая сумма — при делителях, ближайших к 1292≈35.9\sqrt{1292}\approx35.9: это 3434 и 3838, тогда Pmin=2⋅72=144P_{min}=2\cdot72=144.

Типичные ошибки

  • Не учли, что все вершины многоугольника обязаны совпадать с вершинами квадратов, из-за чего неверно посчитали углы или число сторон
  • Ошибка в разложении 1292 на множители — не все делители найдены, из-за чего неверно определён минимальный/максимальный периметр
  • Перепутали направление зависимости суммы a+b от разности |a-b| при фиксированном произведении
Непонятно?

Похожие задачи