题目内容

【题目】擎天柱为了防止魔方落入霸天虎手中,打算用激光刀将其销毁.擎天柱使用的方法是:每次切割可将魔方分成两个体积之比为的六面体,每个六面体恰包含魔方的一个面,且任两次操作得到的截面在魔方中均有交点,而魔方的属性决定每次切割只能暂时将它割开,而无法分离,且只要它有的小正方体区域始终未被割到,就无法被销毁,证明:无论擎天柱切割多少次,均无法销毁魔方.

【答案】见解析

【解析】

显然,每次切割得到的截面均为平行四边形,关于其中心对称.

由操作规则,知点在魔方一组对面的中心连线段上,且将该线段分成的两段.

上述为定点,且有6个,分别记为、,其中,、关于魔方中心对称,满足操作要求的截面必过一个点.

注意到,过、的平面将魔方分成体积相等的两部分.分别过,、的截面在直线,上的投影长度均不超过,且均不包含点(即每个截面均在魔方的一半中).

从而,两截面在魔方内部不相交.

从而,所有满足操作要求的截面恰经过中的三个点、、,之一.

将上述截面分成三组,每组过一个点.则每组截面均在魔方的一半中,即魔方中有的正方体区域未与上述任意一个截面相交,从而,无法销毁魔方.

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