MathLabs

Bài 4

Cho ABCABC là tam giác đều. Từ đỉnh AA ta vẽ một tia hướng vào trong tam giác sao cho tia đó chạm một cạnh của tam giác. Khi tia chạm một cạnh, nó nảy ra theo định luật phản xạ, tức là nếu tới với góc định hướng θ\theta thì đi ra với góc định hướng 180∘−θ180^\circ-\theta. Sau nn lần nảy, tia quay trở lại AA mà không bao giờ rơi vào một trong hai đỉnh còn lại. Tìm tất cả các giá trị có thể của nn.
Bước 1 trên 7: Tam giác hóa bằng cách trải phẳng phản xạ
A=(0,0),B=(1,0),C=(0,1)A=(0,0),\quad B=(1,0),\quad C=(0,1)
Phân tích chi tiết

Tam giác đều được phản xạ liên tiếp qua các cạnh mà nó nảy vào sẽ lát kín mặt phẳng bằng các tam giác đơn vị. Gán cho mỗi đỉnh lưới tọa độ (a,b)(a,b) với a,b≥0a,b\ge0 là số nguyên, trong đó aa đếm số bước đơn vị theo hướng một cạnh ban đầu và bb theo hướng cạnh kia, nên tam giác xuất phát có A=(0,0)A=(0,0), B=(1,0)B=(1,0), C=(0,1)C=(0,1). Mọi tam giác đơn vị đều thu được từ ABCABC bằng một dãy phản xạ như vậy, và tia bi-a được trải phẳng thành đoạn thẳng từ AA tới ảnh của AA tại điểm mà tia cuối cùng sẽ tới.