2014 lines are given in a plane, arranged in three groups of pairwise parallel lines. What is the greatest possible number of triangles formed by the lines (each side from such a triangle lies on one of the lines)?
Во рамнина, 2014 прави се распоредени во три групи заемно паралелни прави. Кој е најголемиот можен број на триаголници кои ги образуваат правите (секоја страна од таков триаголник лежи на некоја од правите).
Solutions — 2
Solution 1
Let a≥b≥c be the numbers of the lines in the three groups for which the greatest possible number of triangles is attained. Then a+b+c=2014, and the greatest possible number of triangles is abc (when no three lines have a common point). We will show that a≤c+1. Let us suppose the opposite, i.e. a>c+1. Then abc<b(ac+a−c−1)=b(a−1)(c+1), which is contradictory to the choice of a,b and c. It cannot be that a=c, because in that case a=b=c=32014 is not an integer. In order for a,b and c to be integers, it must be that a=672 and b=c=671 and so the number of triangles is 672⋅6712.
Solution 2
Нека a≥b≥c се броевите на прави во трите групи за кои се добива најголем број на триаголници. Тогаш a+b+c=2014, а најголемиот можен број на триаголници е abc (кога никои три прави немаат заедничка точка). Ќе докажеме дека a≤c+1. Да го претпоставиме спротивното, т.е. a>c+1. Тогаш abc<b(a+c−a−c−1)=b(a−1)(c+1), што е противречно на изборот на a,b и c. Не може a=c, бидејќи во тој случај a=b=c=32014 не е цел број. За a,b и c да бидат цели мора a=672 и b=c=671 и бројот на триаголници е 672⋅6712.
Want a route through all this instead of an archive? The track
puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.
Source: MathNet,
licensed CC-BY-4.0.
Statement and solution reproduced as published; topic and difficulty added by this site.