Une droite qui sépare le nuage de points
IMO · 2020 · Russie · ★★★★★
Énoncé
Montrer qu'il existe une constante strictement positive $c$ telle que l'assertion suivante soit vraie :
Considérons un entier $n > 1$, et un ensemble $S$ de $n$ points du plan tel que la distance entre deux points distincts dans $S$ soit toujours au moins égale à $1$. Alors il existe une droite $\ell$ qui sépare $S$, de sorte que la distance de n'importe quel point de $S$ à $\ell$ vaut au moins $c\, n^{-1/3}$.
(On dit qu'une droite $\ell$ sépare un ensemble de points $S$ lorsque $\ell$ rencontre au moins un segment joignant deux points de $S$.)
Remarque. Des résultats plus faibles avec $c\, n^{-\alpha}$ à la place de $c\, n^{-1/3}$ pourront recevoir des points selon la valeur de la constante $\alpha > 1/3$.
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Source & crédits
Origine : IMO 2020, Problème 6 — voir la source originale
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