В трех-мерном пространстве расположено несколько отрезков с длинами не превосходящими 1. Всегда ли можно параллельными переносами собрать из них ломаную, расстояние между концами которой было бы меньше 1.99 ?
Построить в пространстве 4 взаимно несократимых - не штука. :) Например: (1,0,0), (0,1,0), (5/12,5/12,sqrt(94)/12) и (-5/12,-5/12,sqrt(94)/12) - все попарные углы строго больше 60 градусов (90, 65+, 72+).
Однако тут наблюдаем любопытный эффект. Хотя сами по себе эти четверо несократимы, из них можно составить две пары, которые "в сумме" дадут вполне подходящий отрезок. Длиной даже меньше 1/4 в данном конкретном примере.
Имею подозрение, что простой геометрический подход себя исчерпал на двух измерениях, и для трех и более мерного пространства придется использовать калибры потяжелее...
Очевидно, что проделав все тоже самое в пространстве. мы можем дойти до множества из трех взаимно-несократимых отрезков. И тогда длинна ломанной будет корень из трех. Вопрос, можно ли построить множество из четырех взаимно-несократимых отрезков.
Если да, то длинна лованной будет два. Выбираем первый и второй отрезки. Их общая длинна будет корень из двух. Выбираем третий и четвертый отрезки. Их общая длинна тоже корень из двух. Теперь складываем два результата, корень из двух да корень из двух, получаем два.
Из двумерной задачи мы знаем следующую процедуру. Среди всех данных отрезков находим два сократимых и из них строим фрагмент ломанной. Таким образом, мы заменяем два отрезка на один (тоже меньше единицы.) В результате мы доходим до множества взаимно-несократимых отрезков. Очевидно что для плоскости в этом множестве не больше двух отрезков. И которых мы строим полную ломанную, длинной не больше корня из двух.