已知一个凸四边形的各边长都是整数,并且任何一边的长都能整除其余三边长度之和,求证:这个四边形必有两边相等.
证:设凸四边形各边的整数长度分别为:a、b、c、d,则
a<b+c+d,
b<a+c+d,
c<a+b+d,
d<b+c+a,
设k为整数,k≥2,已知任何一边的长都能整除其余三边长度之和,设(a+b+c)/d=k,则
a+b+c=kd
讨论:
一、设a+b=d
则d+c=kd
c=(k-1)d
(1)k=2,c=d
(2)k=3,c=2d,
但a+c+d=2d,a+c+d=c,与c<a+b+d矛盾,
故k=2,c=d,
二、如a+b=2d,则a=b,
三、a+b=3d,则a=2d,b=d或b=2d,a=d,
四、a+b=4d,
(1)a=d,b=3d,a=3d.b=d
(2)a=2d,b=2d,c=(k-4)d,a=b
五、a+b=5d,
(1)a=4d,b=d,c=d.a=b+c+d,与c<a+b+d矛盾,
(2)a=3d,b=2d,c=(k-5)d,
k=6,c=d,
k=7,c=2d,b=c
k=8,c=3d,a=c
k=9,c=4d,c+b+d=4d+2d+d=7d,(c+b+d)/a=7d/3d不是整数,不合题意;
k=10,c=5d,不合题意;
k>10不合题意;
六、a+b=6d,
(1)a=4d,b=2d,c=(k-6)d.
k=7,c=d,
k=8,c=2d,b=c
k=9,c=3d,
a+b+d=4d+2d+d=7d,(a+b+d)/c=7d/3d不是整数,不合题意;
k=10,c=4d,a=c
k=11,c=5d,不合题意;
k>11不合题意;
(2)a=3d,b=3d,a=b
(3)a=d,b=5d,a=d
七、a+b=7d,
(1)a=6d,b=d,
(2)a=3d,b=4d,c=(k-7)d
k=8,c=d,
k=9,c=2d,(c+b+d)/c=7d/3d不是整数,不合题意;
k=10,c=3d,,(c+b+d)/c=8d/3d不是整数,不合题意;
k>10不合题意;
(3)a=2d,b=5d,c=(k-7)d
k=8,c=d
k=9,c=2d,a=c
k=10,c=3d,a+b+d=8d,(a+b+d)/c=8d/3d,不合题意;
k=11,c=4d不合题意;
k=12,c=5d,a=c
k=13,c=6d,不合题意;
(4)a=3d,b=4d,,c=(k-7)d
k=8,c=d
k=9,c=2d,不合题意
k=10,c=3d,a=c
k=11,c=4d,b=c
k=12,c=5d,不合题意
k>12不合题意
可知如果一个凸四边形的各边长都是整数,并且任何一边的长都能整除其余三边长度之和,则这个四边形必有两边相等.
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