Придумал следующую задачу на раскраску:
Пусть каждая точка плоскости раскрашена в 2 цвета, и каждый отрезок плоскости раскрашен в 2 цвета.
Назовём ломаную (все вершины различны) с конечным или бесконечным количеством звеньев хорошей, если все её звенья какого-то одного цвета и все её вершины какого-то одного цвета.
Пусть
— какая-то раскраска точек и отрезков.
Введём следующие предикаты:
"существует хорошая ломаная с бесконечным числом звеньев";
"все хорошие ломаные имеют конечное число звеньев, но существуют хорошие ломаные со сколь угодно большим числом звеньев";
"существует
такое, что все хорошие ломаные имеют не более
звеньев".
Очевидно, что всегда существует хорошая ломаная из одного звена и очевидно, что верно ровно одно из следующих утверждений:
;
Так какое из них верно?
Можно ввести ещё один предикат:
"существует хорошая ломаная, уходящая в бесконечность"
и выяснить истинность утверждения
Если задача показалась лёгкой, то введите одно или несколько следующих дополнительных условий на хорошую ломаную:
1) Отрезки ломаной пересекаются не более чем в одной точке;
2) Отрезки ломаной не пересекаются;
3) Отрезки ломаной имеют одинаковую длину;
4) Отрезки ломаной имеют натуральную длину;
5) Направления звеньев ломаной ограничено конечным числом;
6) Направления звеньев ломаной ограничено счётным множеством;
Другие варианты усложнения задачи:
1) То же для
цветов;
2) То же для счётного множества цветов;
3) То же для континуального множества цветов;
4) А если количество цветов для точек и отрезков различно?
Можно попытаться расширить для многогранников (с треугольными гранями и раскраской для треугольников) или пространственных ломаных.
Приводит ли какая-то комбинация условий к интересной задачи, или все они решаются в пару действий?