Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/Combinatorics

A fair division of the plane

by FiniteField·translated by Ancient Tree·
33
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.

  1. 1–10First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 11–25Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 26–50Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 51–70Advanced / graduateAvancé / master
  5. 71–90Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91–100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
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Given a set of 100100 points in the plane, prove that there exists a line dividing this set into two subsets of 5050 points each.

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References

  1. Oral ENS filière MP 2014 (RMS 125-2 5)
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Hints

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Solution by budleyaFR

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Soit CC cet ensemble de 100 points. On fixe une direction de droite δ\delta.

A chaque couple de points A,BA,B pris dans CC on associe la mesure dans [0,π\pi[ de l’angle de droites (δ,(AB))\delta,(AB)).

On choisit un réel θ∈[0;π[\theta\in [0;\pi[ différent des (10050){100 \choose 50} mesures précédentes et on note δ′\delta' la direction de droite définie par (δ,δ′)=θ(\delta,\delta')=\theta. En classant les 100 droites de direction δ\delta passant par les 100 points de CC (elles passent chacune par un seul point de CC) on trouve la 50ième DAD_A qui passe par le point AA de CC et qui a 50 points d’un côté et 49 points de l’autre. Du côté des 50 points on trouve le point BB le plus proche de DAD_{A}. La droite passant par le milieu de ABAB et de direction δ′\delta' sépare CC en deux parties de 50 points.

image
une figure avec 6 points au lieu de 100.

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