ВсОШ 2026, 10 класс, задача 5
Существует ли выпуклый -угольник, в котором каждая диагональ перпендикулярна какой-то другой диагонали?
Ответ: Да, существует.
Решение. Возьмем правильный -угольник , выделим в нем вершину . Нужный нам пример — -угольник с вершинами во всех вершинах , кроме вершины .
Действительно, любая диагональ многоугольника служит также диагональю в . Поэтому в имеется хотя бы диагоналей направления, перпендикулярного . Среди этих $99 $ диагоналей заведомо найдется диагональ : точно подойдет любая из этих диагоналей, не проходящая через вершину и соседние с ней вершины.
Замечание. На аналогичный вопрос для выпуклого -угольника ответ положительный для всех , кроме . Для четных примером является правильный -угольник; при нечетных — правильный -угольник с вычеркнутой вершиной, как в решении; также нетрудно показать, что требуемого 5-угольника не существует.