Bài 4
Cho là tam giác đều. Từ đỉnh 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 thì đi ra với góc định hướng . Sau lần nảy, tia quay trở lại mà không bao giờ rơi vào một trong hai đỉnh còn lại. Tìm tất cả các giá trị có thể của .
Bước 2 trên 7: Ảnh của A và các hướng tránh đỉnh
Phân tích chi tiết
Phản xạ một đỉnh qua một cạnh của tam giác đơn vị giữ nguyên , và hai đỉnh bất kỳ có cùng số dư đều có thể nối với nhau bằng các phản xạ như vậy, nên tập các ảnh của chính là các điểm lưới với . Một tia từ hướng tới đi qua một điểm lưới khác trước đúng khi , vì khi đó nằm trên đoạn ; nên tia chạm đỉnh đầu tiên tại đúng khi . Tia quay về mà không chạm đỉnh gốc nào khác trước đó chính xác ứng với các hướng tới .