balspel

Opgave - NWO 2000 vraag 4

Er staan 15 spelers op een veld, elk met een bal. De afstanden tussen elk tweetal spelers zijn alle verschillend. Elke speler gooit de bal naar die speler die het dichtst bij hem staat.
a) Bewijs dat er minstens één speler is naar wie geen bal gegooid wordt.
b) Bewijs dat er nooit meer dan 5 ballen naar één speler gegooid worden.

Oplossing

Zij $d(x,y)$ de afstand tussen twee spelers en zij $V_x$ de verzameling spelers zonder speler $x$. Noteer $f(x)=\min_{y\in V_x}d(x,y)$.

  1. Aangezien elke twee onderlinge afstanden verschillen, is ook $f(x)$ voor elke speler verschillend. Noem $x_0$ de speler waarvoor $f(x)$ maximaal is. Aangezien $f(x_0)$ maximaal is, hebben alle andere spelers een andere speler dan $x_0$ op minimale afstand staan, dus wordt er geen bal naar $x_0$ gegooid.
  2. Stel dat een speler $y$ zes (of meer) ballen krijgt (nummer die clockwise als $y_1,y_2,...,y_6$), dan geldt dus dat $$\angle y_1yy_2+\angle y_2yy_3+\angle y_3yy_4+\angle y_4yy_5+\angle y_5yy_6+\angle y_6yy_1=360^\circ$$ zodat minstens één van deze niet groter is dan $60^\circ$ is, zonder verlies van algemeenheid $\angle y_1yy_2\le 60^\circ$, met $d(y,y_1)\le d(y,y_2)$. De cosinusregel zegt ons dan dat $$d(y_1,y_2)=\sqrt{d(y,y_1)^2+d(y,y_2)^2-d(y,y_1)d(y,y_2)}\le d(y,y_1).$$ Aangezien elke twee afstanden verschillend zijn, is de ongelijkheid strikt, en is $y$ niet meer de speler die dichtst bij $y_1$ staat, strijdigheid.

[/]