Kvant

Bản dịch tự động sơ bộ, chất lượng thấp: có thể còn lỗi và câu chữ chưa tự nhiên. Bản này sẽ được thay bằng bản dịch tốt hơn. Bản gốc →

25

Trình tự nhảy

Trong phần ghi chú này, chúng ta sẽ giải bài toán M190 từ “Bài toán lượng tử” - bài toán về một con cá xanh nhảy dọc theo hai đường thẳng. Nó có thể được giải quyết theo những cách khác nhau. Chúng ta sẽ rút gọn bài toán này thành câu hỏi sau: một đường đi được cho bởi hai hoặc nhiều chuyển động của mặt phẳng để lại một điểm O cho trước cố định (đây có thể là phép quay hoặc đối xứng); Phép biến đổi nào của mặt phẳng sẽ thu được nếu các phép biến đổi này được thực hiện tuần tự lần lượt?

Vì bản thân câu hỏi này rất thú vị và không chỉ liên quan đến giải pháp bài toán về nhạc blues, nên đôi khi chúng tôi sẽ đi chệch hướng và đưa ra các bài tập không liên quan trực tiếp đến bài toán M190.

Đầu tiên, hãy nhớ lại công thức của bài toán.

Cho hai đường thẳng a và b cắt nhau trên mặt phẳng. Tại điểm A₀, nằm trên đường a và cách đường b ít hơn 1, màu xanh mờ. Sau đó, cá xanh tuần tự nhảy đến các điểm B₀, A₁, B₁, A₂, B₂, …, được hướng dẫn theo các quy tắc sau (Hình 1):

  1. các điểm A₀, A₁, A₂, … nằm trên đường thẳng a, các điểm B₀, B₁, B₂, … nằm trên đường thẳng b;

  2. A₀B₀ = B₀A₁ = A₁B₁ = =B₁A₂ = A₂B₂ = … = 1;

  3. điểm Aₙ+1 không trùng với Aₙ, ngoại trừ trường hợp A_rB_n ⊥ a (và tương tự, Bₙ+1 chỉ trùng với Bₙ nếu BₙAₙ+1 ⊥ b).

(Điều kiện 1) - 3) trình tự các bước nhảy được xác định duy nhất.)

Chứng minh rằng nếu các đường thẳng a và b thay đổi một số hữu tỉ thì đường đi của chim xanh sẽ tuần hoàn, tức là tại một thời điểm nào đó nó sẽ đến điểm ban đầu A₀ và sau đó lần lượt đi qua các điểm B₀, A₁, B₁, …, như lúc bắt đầu đường đi; và nếu là số vô tỷ thì màu xanh sẽ không đạt điểm nào quá hai lần.

Tất nhiên, thật thú vị khi hiểu không chỉ đường đi của chim xanh có “theo chu kỳ” hay không mà còn phải hiểu một cách tổng thể chuỗi các điểm A₀, B₀, A₁, B₁, …, (1) được cấu trúc như thế nào

ví dụ: học cách xác định vị trí của các điểm Aₙ và Bₙ theo số n. Trong lời giải, chúng tôi cũng sẽ nhận được đáp số cho câu hỏi này. Trong tương lai, cùng với từ “blukha” chúng ta sẽ thường xuyên sử dụng từ “điểm”.

Cơm. 1.

26

  1. Một điểm nhảy dọc theo hai đường thẳng
    Việc bắt đầu bằng một thử nghiệm là điều tự nhiên:
    vẽ hai đường thẳng, trang bị cho mình một vòng tròn (thậm chí tiện lợi hơn là mét) và lấy một điểm nào đó A0A_0 làm điểm bắt đầu, xem “quỹ đạo” của đồ thị trông như thế nào. Một ví dụ như vậy được xây dựng trong Hình 1: các điểm A0A_0, B0B_0, A1A_1, B1B_1, … được kết nối tuần tự bằng các đoạn màu đỏ và đầu (có mũi tên) chỉ đường dẫn của lỗi. Bạn có thể lặp lại thí nghiệm này bằng cách chụp một góc khác giữa các đường thẳng hoặc một điểm bắt đầu khác. Sau nhiều lần trì hoãn, rõ ràng là các điểm AnA_n (và BnB_n) rơi về một bên hoặc về phía bên kia của giao điểm KK của các đường aa và bb. Đúng, không có tính định kỳ nghiêm ngặt ở đây:
    ví dụ: trong Hình 1, đốm sáng xuất hiện trên mỗi tia có đỉnh KK, đôi khi hai lần liên tiếp, đôi khi ba lần. Và tất nhiên, thử nghiệm không cho phép chúng tôi tìm hiểu xem blog sau vài bước có kết thúc ở điểm xuất phát hay không A0A_0: suy cho cùng, chúng tôi chỉ có thể thực hiện các công trình xây dựng bằng phép tính gần đúng, vì vậy từ hình vẽ, chúng tôi sẽ không thể nắm bắt được sự khác biệt giữa xấp xỉ hợp lý và xấp xỉ vô tỷ.

Cơm. 2.

Cơm. 3.

phế liệu. (Chỉ trường hợp góc đúng là rõ ngay; Hình 2.)

Không có hình vẽ bãi tập nào có thể gợi ý một mô hình xác định đường đi của kẻ bắt nạt đơn giản hơn quy tắc 1) - 3), được hình thành trong điều kiện bài toán.

  1. Hướng nhảy
    Các liên kết liên tiếp của đường đứt nét - quỹ đạo của đồ thị - là các vectơ có độ dài đơn vị

A⃗0B⃗0,B⃗0A⃗1,A⃗1B⃗1,B⃗1A⃗2,…\vec{A}_0\vec{B}_0, \vec{B}_0\vec{A}_1, \vec{A}_1\vec{B}_1, \vec{B}_1\vec{A}_2, \dots (2)
(Mỗi vectơ hiển thị bước nhảy tiếp theo là gì.)

Lưu ý rằng nếu chúng ta biết vectơ u⃗=AnB⃗n\vec{u} = A_n\vec{B}_n (hãy vẽ nó ở đâu đó sang một bên, trên mặt phẳng), thì chúng ta có thể xác định được điểm AnA_n và BnB_n nằm ở đâu.

Thật vậy, bổ đề này là đúng. Đặt aa và bb là các đường giao nhau. Với bất kỳ vectơ u⃗\vec{u} (trên mặt phẳng) sẽ tìm thấy hai điểm AA (trên đường thẳng aa) và BB (trên đường thẳng bb) thì vectơ AB⃗\vec{AB} cũng bằng vectơ đã cho u⃗\vec{u}. Điểm AA và BB được xác định duy nhất.

Chứng minh (Hình 3). Nếu chúng ta muốn phần đầu của vectơ nằm trên đường thẳng aa và vectơ này bằng u⃗\vec{u} thì phần cuối của vectơ phải nằm trên đường thẳng a′a', thu được bằng cách chuyển song song đường thẳng aa sang vectơ u⃗\vec{u} (trong Hình 3, đường thẳng a′a' được vẽ bằng một đường chấm). Do đó, điểm BB phải nằm tại giao điểm của đường bb với đường a′a'. Sau đó, điểm AA dễ dàng được tìm thấy.

Razzhene 1. Cho hai điểm CC và DD và hai đường thẳng aa và bb. Tìm trên các đường aa và bb các điểm tương ứng AA và BB sao cho đoạn 們 của các đoạn ACAC và BDBD trùng nhau; b) tứ giác ABCDABCD là một hình thang có đáy ABAB gấp đôi đáy CDCD.

Lấy một điểm OO trên mặt phẳng và đặt tất cả các vectơ của dãy là

27

Cơm. 4.

(2) hoãn lại từ thời điểm này. Chúng ta ký hiệu các vectơ này bằng sự tương ứng của vectơ dãy (2), như sau:

OC0→,OD0→,OC1→,OD1→,…\overrightarrow{OC_0}, \overrightarrow{OD_0}, \overrightarrow{OC_1}, \overrightarrow{OD_1}, \dots

(3) Từ bổ đề suy ra rằng, biết dãy (3), chúng ta có thể sử dụng dãy các điểm (1):

ví dụ: biết OCn→\overrightarrow{OC_n}, người ta có thể tìm thấy cả AnA_n và BnB_n.

Hình 4 hiển thị “hướng khóa” (3) cho chuỗi hiển thị trong Hình 1. Lưu ý rằng các vectơ màu đỏ OCn→\overrightarrow{OC_n} (tương ứng với các khóa từ dòng aa đến dòng bb; n=0,1,2,…n = 0, 1, 2, \dots) tạo thành các góc bằng nhau. Hóa ra đây là một thực tế chung và đúng với bất kỳ chuỗi khóa nào. Chúng ta hãy phát biểu nó dưới dạng một định lý.

Định lý. Nếu giá trị giữa các dòng aa và bb bằng γ\gamma thì giá trị giữa

giữa các vectơ OCn→\overrightarrow{OC_n} và OCn+1→\overrightarrow{OC_{n+1}} bằng 2γ2\gamma.

Đây là thông điệp chính trong bài toán M190. Định lý có thể được chứng minh bằng cách sử dụng thực tế là hai đường liền kề bất kỳ của đường đứt nét theo dãy (2) là các cạnh bên của một tam giác cân và đáy của tam giác này lần lượt nằm trên đường thẳng aa hoặc trên đường thẳng bb. Khó khăn chính trong việc chứng minh mối liên hệ là các mắt xích của một đường đứt nét có thể được định vị khác so với các đường thẳng đã cho. Ví dụ, để chứng minh định lý cho γ=60∘\gamma = 60^\circ, người ta sẽ phải xét 10 giá trị ngẫu nhiên như trong Hình 5 (các giá trị còn lại dương tính đối xứng tại giao điểm của các đường aa và bb). Chúng ta sẽ làm khác đi: sử dụng khái niệm “biến đổi” và “tích của phép biến đổi”, chúng ta sẽ đưa ra một chứng minh tổng quát bao gồm tất cả các trường hợp cùng một lúc.

28

  1. Điểm nhảy quanh vòng tròn

Chúng ta hãy so sánh Hình 1 và Hình 4 một lần nữa. Chúng ta hãy chọn từ chúng những đoạn bao gồm hai liên kết liên tiếp (“tam giác đùi phải” giống nhau đã thảo luận ở trên; Hình 6, a, b và 7, a, b). Nhìn vào những hình ảnh này, có thể dễ dàng hình thành một quy tắc đơn giản để xây dựng chuỗi (3).

Ta ký hiệu bằng pp và qq các đường thẳng đi qua điểm OO và song song với các đường thẳng tương ứng aa và bb; sau đó theo thứ tự (3)

sau vectơ OCnOC_n có vectơ ODnOD_n, đối xứng với nó so với đường thẳng pp; sau vectơ ODnOD_n có một vectơ OCn+1OC_{n+1}, đối xứng với nó qua đường thẳng qq (ở đây n=0,1,2,…n = 0, 1, 2, \dots).

Độ pha loãng Y 2. Kiểm tra xem quy tắc này có tương ứng chính xác với quy tắc 1)—3) trong các điều kiện bài toán (bao gồm cả trong “biểu thức” của trường hợp).

Phần mở rộng 3. a) Chứng minh rằng nếu dãy số (1) chạm điểm A0A_0 nhiều hơn hai lần thì nó sẽ là một dấu chấm và một số điểm CnC_n trùng với C0C_0.

  1. Cho ví dụ khi chuỗi chạm điểm A0A_0 hai lần: A1A_1 khớp với A0A_0, nhưng B1B_1 không còn khớp với B0B_0.

Bạn có thể e. Đối với một điểm AA trên đường thẳng aa có nhiều nhất hai vectơ bắt đầu tại AA, kết thúc trên đường thẳng bb và có độ dài bằng 1.

Bây giờ chúng ta hãy hình thành lại bài toán M190 (hay đúng hơn là bài toán đã được giảm xuống), nhưng chúng ta sẽ không nói về sự biến đổi của tori OCnOC_n và ODnOD_n thành ai đó, mà là về sự biến đổi của các đầu của chúng - các điểm nằm trên vòng tròn đơn vị.

Giả sử pp và qq là hai đường thẳng đi qua điểm OO. Chúng ta hãy biểu thị bằng SpS_p phép biến đổi của đường tương đối đối xứng pp và bằng SqS_q phép biến đổi của đường tương đối đối xứng qq. (Chúng ta có thể coi những phép biến đổi này là phép biến đổi của tất cả các mặt phẳng lên chính chúng; ví dụ: SpS_p gán cho mỗi điểm XX điểm Sp(X)S_p(X), đối xứng với điểm XX so với đường thẳng pp. Nhưng trong tương lai, chúng ta sẽ cần xem xét các điểm trên đường tròn đơn vị có tâm OO. Rõ ràng là các phép biến đổi SpS_p và SqS_q ánh xạ vòng tròn đơn vị lên chính nó.) Giả sử C0C_0 là một điểm nào đó nằm ở khoảng cách 1 với OO và

C0,D0,C1,D1,C2,D2,…C_0, D_0, C_1, D_1, C_2, D_2, \dots

  • trình tự xác định theo điều kiện

Dn=Sp(Cn),Cn+1=Sq(Dn)D_n = S_p(C_n), C_{n+1} = S_q(D_n)

(Hình 8). Chúng ta phải chứng minh rằng điểm CnC_n với neokotrom nn trùng với C0C_0 khi và chỉ khi góc γ\gamma giữa các đường thẳng pp và qq được biểu thị bằng một số độ hợp lý.

Vì vậy, bài toán về việc nhảy dọc theo hai đường thẳng đã giảm xuống còn bài toán về việc nhảy dọc theo một vòng tròn.

Và định lý mà trước hết chúng ta phải chứng minh

29

khẳng định rằng CnCn+1=2γC_n C_{n+1} = 2\gamma. trong đó γ\gamma là góc giữa pp và qq.

  1. Sản phẩm chuyển đổi

Quy tắc chuyển tiếp (5) của chúng tôi sẽ được đơn giản hóa hơn nữa nếu chúng tôi kết hợp hai lần nhảy liên tiếp thành một: theo trình tự

C0,C1,C2,…C_0, C_1, C_2, \dots

(6)

mỗi điểm tiếp theo được lấy từ điểm trước theo quy tắc sau:

Cn+1=Sq(Sp(Cn))C_{n+1} = S_q (S_p (C_n))

(7)

nghĩa là, bạn cần áp dụng SpS_p cho CnC_n, sau đó đến điểm kết quả −Sq-S_q.

Về giới hạn. Đặt KK và LL là hai phép biến đổi của tập hợp MM lên chính nó. Tích của phép biến đổi KK và LL được gọi là phép biến đổi RR, phép biến đổi này gán điểm XX từ MM đến điểm L(K(X))L(K(X)).

Do đó, tích của phép biến đổi KK và LL chỉ đơn giản là kết quả của việc thực hiện hai phép biến đổi một cách tuần tự: đầu tiên là KK và sau đó là LL. Sản phẩm RR có nghĩa là: R=L⋅KR = L \cdot K. Viết KK và LL theo đúng thứ tự này (“từ phải sang trái”) sẽ thuận tiện ở chỗ đối với bất kỳ điểm nào XX đẳng thức giữ nguyên:

R(X)=L⋅K(X)=L(K(X))R(X) = L \cdot K(X) = L(K(X))

(8)

Chúng tôi đã làm rõ cụ thể thứ tự viết các “thừa số”, bởi vì để nhân một phép biến đổi, nói chung, đẳng thức L⋅K=K⋅LL \cdot K = K \cdot L không giữ được (xem Bài tập 4 bên dưới).

Tích của ba và một số biến đổi lớn được xác định theo cách tương tự: R=R1⋅R2⋅R3R = R_1 \cdot R_2 \cdot R_3 có nghĩa là bạn cần thực hiện R3R_3 trước, sau đó là R2R_2, sau đó là R1R_1. Cuối cùng, ký hiệu R=(R1)nR = (R_1)^n có nghĩa là RR là kết quả của việc áp dụng phép biến đổi R1R_1 nn lần.

Chúng ta hãy quay lại SpS_p và SqS_q - các phép biến đổi đối xứng của chúng ta đối với các đường thẳng pp và qq. Sản phẩm của họ sẽ là gì? (Bây giờ sẽ thuận tiện hơn cho chúng ta khi giả sử rằng SpS_p và SqS_q là các phép biến đổi vào mặt phẳng của chính chúng.) Rõ ràng là điểm OO vẫn giữ nguyên dưới phép biến đổi Sq∘SpS_q \circ S_p: nó đi vào chính nó cả dưới phép biến đổi SpS_p và dưới phép biến đổi SqS_q. Điều gì xảy ra với số điểm còn lại?

Sự chuyển đổi này có thể được biểu diễn trực quan như sau. Trong quá trình biến đổi SpS_p, mặt phẳng luôn bị lật quanh đường thẳng pp và được “phía bên kia” chồng lên chính nó. Sau phép biến đổi thứ hai SqS_q - đối xứng so với đường thẳng qq - mặt phẳng lại được chuyển sang phía chuyển tiếp. Rõ ràng rằng chuyển động của một mặt phẳng có điểm cố định OO và không làm thay đổi “hướng” của mặt phẳng (không làm mặt phẳng chuyển động sang phía bên kia) chỉ có thể là chuyển động quay quanh điểm OO. Do đó, R=Sq∘SpR = S_q \circ S_p là phép quay của mặt phẳng một góc nào đó xung quanh điểm OO. Chính xác là ở góc độ nào? Để trả lời câu hỏi này, chỉ cần lấy một điểm và xem điều gì sẽ xảy ra với nó là đủ. Đặt góc từ đường thẳng pp đến đường thẳng qq bằng γ\gamma (chúng ta sẽ đếm các góc ngược chiều kim đồng hồ). Hãy lấy điểm EE trên dòng pp (Hình 9) và tìm R(E)R(E). Rõ ràng Sp(E)=ES_p(E) = E: điểm nào của đường pp biến thành chính nó dưới phép biến đổi SpS_p. Và khi đó điểm EE nằm trên một đường thẳng, đối xứng với đường thẳng pp so với đường thẳng qq, tức là bề mặt xung quanh điểm OO một góc 2γ2\gamma. Vì vậy, nếu góc từ pp đến qq bằng γ\gamma thì R=Sq∘SpR = S_q \circ S_p là phép quay qua góc 2γ2\gamma. Điều này dẫn đến định lý chính của chúng tôi:

∪CnCn+1=2γ.\cup C_n C_{n+1} = 2\gamma.

30

Cơm. 10.

Lực căng 4. Đảm bảo rằng phép biến đổi Sp∘SqS_p \circ S_q là phép quay theo góc (−2γ)(-2\gamma), tức là phép quay 2γ2\gamma theo chiều kim đồng hồ (xem tổng hợp trong Hình 4). Do đó, nếu góc γ\gamma khác với góc 0 hoặc góc vuông thì Sp∘Sq≠Sq∘SpS_p \circ S_q \neq S_q \circ S_p.

  1. Ghi lại các phép quay và tính đối xứng của một vòng tròn

Có thể tính toán tích của biến đổi một cách hình thức. Để làm điều này, bạn cần phải nhập tọa độ. Vì chúng ta chỉ quan tâm đến các chuyển vị của mặt phẳng có điểm OO cho trước cố định, nên chúng ta có thể cùng với mặt phẳng đã biến đổi nói về ánh xạ của đường tròn đơn vị có tâm OO lên chính nó - về phép quay và sự đối xứng.

Hãy nhập tọa độ của hình tròn như thế này. Chúng ta hãy chọn phần đầu của báo cáo EE—một trong những điểm giao nhau của đường thẳng pp với đường tròn đơn vị. Chúng ta gán cho mỗi điểm XX của đường tròn giá trị của góc EOXEOX, tính từ OEOE ngược chiều kim đồng hồ và được đo bằng độ (Hình 10); trong trường hợp này, điểm XX tương ứng với một tập hợp số

φ,φ±360∘,φ±2 360∘,…\varphi, \varphi \pm 360^\circ, \varphi \pm 2 \ 360^\circ, \dots

  • một số khác nhau một bội số nguyên của 360∘360^\circ tương ứng với cùng một điểm trên vòng tròn.

Lực căng 5. a) Phép biến đổi SpS_p - tính đối xứng đối với đường thẳng pp - được tính theo công thức Sp(φ)=−φS_p(\varphi) = -\varphi.

  1. Phép biến đổi RαR^\alpha—xoay theo góc α\alpha (ngược chiều kim đồng hồ)—được tính theo công thức Rα(φ)=φ+αR^\alpha(\varphi) = \varphi + \alpha.

b) Cho đường thẳng qq tạo một góc γ\gamma với đường thẳng pp. Chúng ta sẽ biểu thị thêm phép biến đổi SqS_q bằng SγS_\gamma để chỉ rõ góc mà đường thẳng qq tạo với đường thẳng “ban đầu” pp. (Một phần, cùng với SpS_p chúng ta sẽ viết S0S_0.) Sau đó

Sγ(φ)=2γ−φS_\gamma(\varphi) = 2\gamma - \varphi

Bình luận. Tất nhiên, Rα+360∘=RαR^\alpha + 360^\circ = R^\alpha và Sγ+180∘=SγS_\gamma + 180^\circ = S_\gamma đối với bất kỳ số nguyên nn (góc mà đường thẳng qq tạo với đường thẳng pp được xác định bằng phép cộng bất kỳ bội số nào của 180∘180^\circ). Điều này hoàn toàn tương ứng với thực tế là φ\varphi được xác định bằng phép cộng bội số nguyên của 360∘360^\circ.

Thì U 6. a) Chứng minh rằng RγS0R−γ=SγR^\gamma S_0 R^{-\gamma} = S_\gamma. Ý nghĩa hình học của đẳng thức này là gì?

  1. Chứng minh rằng Sγ1Sγ2=R2γ1−2γ2S_{\gamma_1} S_{\gamma_2} = R^{2\gamma_1 - 2\gamma_2} (do đó, một phần suy ra S0Sγ=R−2γS_0 S_\gamma = R^{-2\gamma} và SγS0=R2γS_\gamma S_0 = R^{2\gamma})

b) Kiểm tra xem RαRβ=Rα+βR^\alpha R^\beta = R^\alpha + \beta

d) Chứng minh rằng SγRβ=Sγ−β2S_\gamma R^\beta = S_\gamma - \frac{\beta}{2}

d) Sản phẩm RαSγR^\alpha S_\gamma là gì?

Hãy giải ví dụ bài toán g). Đặt điểm XX tương ứng với số φ\varphi. Khi đó điểm Sγ∘Rβ(X)S_\gamma^\circ R^\beta(X) ứng với số

Sγ(Rβ(φ))=Sγ(φ+β)=2γ−(φ+β)=2(γ−β2)−φ.S_\gamma\left(R^\beta(\varphi)\right) = S_\gamma(\varphi + \beta) = 2\gamma - (\varphi + \beta) = 2\left(\gamma - \frac{\beta}{2}\right) - \varphi.

tư thế, như chúng ta đã biết (bài tập 5 c)), Sγ∘Rβ=Sγ−β2S_\gamma^\circ R^\beta = S_\gamma - \frac{\beta}{2}.

Thì U 7. Chứng minh rằng a) (Rα)n=Rαn(R^\alpha)^n = R^\alpha n

  1. (Sγ)2=I(S_\gamma)^2 = I, trong đó II là phép biến đổi giống hệt nhau (II giữ nguyên tất cả các điểm).
  1. Kết thúc lời giải bài toán về bloxy

Vì vậy, chúng tôi phát hiện ra rằng theo chuỗi (6), mỗi điểm tiếp theo điểm trước đó bằng cách quay một góc 2γ2\gamma, trong đó γ\gamma là góc giữa các đường thẳng pp và qq. Do đó, CnC_n thu được từ C0C_0 bằng cách xoay qua góc 2γn2\gamma n. Để CnC_n và C0C_0 trùng nhau, điều cần thiết và đủ là góc quay phải là bội số nguyên của 360∘360^\circ. Rõ ràng là nếu

2γn=360∘k,2\gamma n = 360^\circ k, trong đó kk là số nguyên thì γ\gamma thay đổi theo một số độ hợp lý. Ngược lại, nếu γ=pq\gamma = \frac{p}{q} độ thì với n=180∘qn = 180^\circ q ta nhận được

2γn=360∘p,2\gamma n = 360^\circ p, trong đó pp là số nguyên, nên Cn=C0C_n = C_0.

31

Cơm. 11.

Để kết luận, một lần nữa chúng tôi khuyên bạn nên cải thiện khả năng “nhảy, rẽ và đối xứng”.

  1. Tập thể dục một chút

Mặc dù hầu hết các câu hỏi bên dưới được xây dựng cho các con số cụ thể, nhưng chúng tôi khuyên bạn nên cố gắng trả lời các câu hỏi phân tích ở dạng chung (đối với các giá trị tham số tùy ý). Nếu không thì cái này thậm chí còn đơn giản hơn.

  1. Đặt góc γ\gamma giữa các đường thẳng aa và bb bằng 60∘60^\circ và góc của đoạn A0B0A_0B_0 với tia KA0KA_0 là 7∘7^\circ. Đoạn A100B100A_{100}B_{100} sẽ tạo với tia này một góc bằng bao nhiêu? Phân đoạn B100A101B_{100}A_{101}?

  2. Đặt góc γ\gamma bằng một radian và KA0=1KA_0=1. Tìm xem điểm A1973A_{1973} thuộc tia KA0KA_0 hay nằm ở nửa kia của đường thẳng aa.

  3. Chứng minh rằng chu kỳ quỹ đạo của khối (nhỏ nhất n>1n>1 mà tại đó An=A0A_n=A_0) chỉ phụ thuộc vào góc γ\gamma chứ không phụ thuộc vào điểm mà khối bắt đầu. Khoảng thời gian này bằng bao nhiêu nếu γ=72∘\gamma=72^\circ? Hãy thử kiểm tra sự thật này bằng “thực nghiệm”.

  4. Hãy để γ=37∘\gamma=37^\circ. Hỏi các điểm của dãy A0,A1,A2A_0, A_1, A_2, … xuất hiện bao nhiêu lần liên tiếp trên tia KA0KA_0 (cho biết giá trị nhỏ nhất và nhỏ nhất)?

Nếu bạn muốn giải bài tập sau ở dạng tổng quát - về các mẫu trong một đường tròn - thì có thể bạn sẽ phải sử dụng lý thuyết nhỏ có trong bài tập 6 và 7. Theo mẫu, chúng tôi chỉ đơn giản muốn nói là một tập hợp không phụ của điểm MM, bị cô lập bên trong đường tròn đơn vị: chúng ta có thể giả sử rằng đường tròn có màu trắng và đây là tập hợp