Разобьём квадрат со стороной 5 см на 25 квадратов со стороной 1 см. Будем рассматривать их как контейнеры. Точка попадает в контейнер, если она лежит либо на его сторонах, либо во внутренней области. Тогда, по принципу Дирихле, хотя бы в одном из контейнеров окажется две точки. [Некоторые точки могут попасть сразу в четыре контейнера (если такая точка упадёт на вершину квадрата, которая не лежит на стороне исходного квадрата), но для нас важно, что любая точка с необходимостью попадает хотя бы в один.] Итак, в одном из контейнеров содержится две точки. Вспомним, что наш контейнер не что иное, как квадрат со стороной в 1 см. Покажем, что расстояние между двумя точками квадрата со стороной в 1 см не превышает √2. Рассмотрим квадрат ABCD (рис.1) со стороной равной 1 см и две произвольные точки, которые лежат на квадрате.
Если сумма чисел от 1 до 28 должна быть 203, то она складывается из ряда чисел от 1 до 7 и 22 до 28 или из чисел от 8 до 21, однако брать все числа подряд невозможно, поскольку в них много пар, которые в сумме дают 29. Причем 29 складывается всегда из одного четного и одного нечетного числа. Поэтому целесообразно рассмотреть отдельно ряд четных и ряд нечетных чисел от 1 до 28.
Пишу наглядно, чтобы было видно пары четных и нечетных, которые в сумме (по вертикали) составляют 29.
У нечетных не хватает до суммы 203 числа 7, у четных - 7 единиц лишних. Можно заменить у нечетных 11 на 18 (разница как раз 7), либо у четных 18 на 11, тогда сумма чисел в ряду будет 203.
Сумма квадратов у ряда нечетных, с учетом замены 11 на 18, будет 3857.
Сумма квадратов у ряда четных, с учетом замены 18 на 11, будет тоже 3857.
Поэтому можно принять любое решение:
либо это ряд 1,3,5,7,9,13,15,17,18,19,21,23,25,27;
либо это ряд чисел 2,4,6,8,10,11, 12,14,16,20,22,24,26,28,
сумма квадратов будет наименьшей и составлять 3857.
Итак, в одном из контейнеров содержится две точки. Вспомним, что наш контейнер не что иное, как квадрат со стороной в 1 см.
Покажем, что расстояние между двумя точками квадрата со стороной в 1 см не превышает √2. Рассмотрим квадрат ABCD (рис.1) со стороной равной 1 см и две произвольные точки, которые лежат на квадрате.
Что и требовалось доказать.
Если сумма чисел от 1 до 28 должна быть 203, то она складывается из ряда чисел от 1 до 7 и 22 до 28 или из чисел от 8 до 21, однако брать все числа подряд невозможно, поскольку в них много пар, которые в сумме дают 29. Причем 29 складывается всегда из одного четного и одного нечетного числа. Поэтому целесообразно рассмотреть отдельно ряд четных и ряд нечетных чисел от 1 до 28.
Нечетные 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 (сумма чисел 196)
Чётные 28, 26, 24, 22, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 2 (сумма 210)
Пишу наглядно, чтобы было видно пары четных и нечетных, которые в сумме (по вертикали) составляют 29.
У нечетных не хватает до суммы 203 числа 7, у четных - 7 единиц лишних. Можно заменить у нечетных 11 на 18 (разница как раз 7), либо у четных 18 на 11, тогда сумма чисел в ряду будет 203.
Сумма квадратов у ряда нечетных, с учетом замены 11 на 18, будет 3857.
Сумма квадратов у ряда четных, с учетом замены 18 на 11, будет тоже 3857.
Поэтому можно принять любое решение:
либо это ряд 1,3,5,7,9,13,15,17,18,19,21,23,25,27;
либо это ряд чисел 2,4,6,8,10,11, 12,14,16,20,22,24,26,28,
сумма квадратов будет наименьшей и составлять 3857.