MathLabs

Bài 3

Cho hai điểm OO và AA trên mặt phẳng; mọi điểm được tô bằng một trong hữu hạn màu. Với điểm XX, gọi C(X)C(X) là đường tròn tâm OO, bán kính OX+∠AOXOXOX+\frac{\angle AOX}{OX}, trong đó ∠AOX\angle AOX đo bằng radian thuộc [0,2π)\left[0,2\pi\right). Chứng minh tồn tại điểm XX không nằm trên OAOA sao cho màu của XX xuất hiện trên đường tròn C(X)C(X).
Bước 4 trên 6: Dùng màu lặp đầu tiên
Hiểu nôm na

Một màu lặp ở điểm nguồn sẽ cấm màu đó trên đường tròn đích; nếu không thì định lý đã được chứng minh ngay.

x1,jk all have color c1 ⟹ c1 is absent from C1+jkx_{1,j_k}\text{ all have color }c_1\ \Longrightarrow\ c_1\text{ is absent from }\mathcal C_{1+j_k}
Phân tích chi tiết

Giả sử điểm cần tìm không tồn tại. Hàng đầu chỉ dùng hữu hạn màu nên một màu c1c_1 xuất hiện tại vô hạn phần tử x1,jkx_{1,j_k}. Nếu c1c_1 xuất hiện ở đâu đó trên C1+jk\mathcal C_{1+j_k} thì điểm ấy chính là điểm cần tìm; do đó c1c_1 bị cấm trên mọi đường tròn như vậy.