Насчет пятиугольника. Никакой не бесконечен. Рассмотрите только вершины любого правильного пятиугольника. Начертите. Из за нечетности вершин там будут 2 соседние одноцветные. Напр. A и B - красные (Пятиугольник ABCDE) Тогда E и C должны быть синими (иначе или ABC или ABE будет красный равнобедр. треугольник). Но тогда какого цвета D? Если красный то ABD, если синий, то ECD. T.e в вершинах пятиугольника всегда найдется равнобедренный одноцветный треугольник.
А вот доказать что равностонний треугольник найдется посложнее.
Насчет неравенства не понял. В связи с какой то обсуждаемой задачи, или какое угодно?
(Оффтоп)
Когда я учился, обозначали вершин многоугольника ABCDEF...начиная с нижней левой, обратно часовой стрелки. Заметил, что многие на форуме обозначают по часовой стрелке. Какая то новая мода, что ли