Вот так луч проходит через несколько параллельных границ
А вот так — лучи могут отражаться вокруг точки, где сходятся шесть правильных треугольников.
Собственно, если взять паркет из правильных треугольников или из квадратов, то _все_ траектории замкнутся.
К такому бильярдный народ совершенно не привычен — а аналогия, которую тут приводила Ольга, это задача двух тел (если энергия достаточно небольшая, чтобы планета не улетела — то орбита будет периодической)
Вопрос — а что будет для других паркетов? Например — для паркета из неправильных треугольников?
Во-первых, бывают более сложные периодические траектории. И бывают траектории, линейно убегающие на бесконечность — периодичным или даже не-периодичным (с учётом сдвига) образом.
А может ли траектория быть неограниченной, но не убегать на бесконечность? Улетели на расстояние 100 от начальной точки, преломления её развернули, вернулись, улетели на расстояние 1000, развернулись, вернулись, и так далее?
Более того, траектория, просто два раза подряд вернувшаяся в один и тот же треугольник, уже обязана оказаться периодической — и зациклиться уже в этот момент. А если траектория периодическая, и её начальное условие чуть-чуть пошевелить (наклонить-сдвинуть), то она останется периодической.
И у этого есть очень простое и красивое объяснение. Дело в том, что простейший паркет из одинаковых треугольников можно "сложить" — складывая/отражая относительно каждого ребра.
Если говорить формально, то такое "складывание" это (не-взаимно-однозначное) непрерывное отображение из плоскости в плоскость, которое есть изометрия на каждом отдельном треугольнике, а на любые два соседних его ограничения отличаются на симметрию.
Если говорить формально, то такое "складывание" это (не-взаимно-однозначное) непрерывное отображение из плоскости в плоскость, которое есть изометрия на каждом отдельном треугольнике, а на любые два соседних его ограничения отличаются на симметрию.