В девятиугольной пирамиде боковые ребра и диагонали основания окрашены в красный и синий цвет. Докажите, что среди этих отрезков можно указать три отрезка, которые образуют треугольник и окрашены в один цвет.

Среди 9 боковых рёбер есть 5 одинаково окрашенных, без ограничения общности будем думать, что в красный цвет. Рассмотрим вершины, из которых исходят эти красные боковые рёбра. Занумеруем эти вершины по кругу номерами 1, 2, 3, 4, 5. Среди отрезков 12, 23, 34, 45, 51 есть как минимум одна диагональ, пусть это 12. Рассмотрим треугольник 124, он составлен из диагоналей. Если все его стороны синие, то он одноцветный, если есть хотя бы одна красная сторона, то она соединяет два красных боковых ребра и вновь нашёлся одноцветный треугольник. В любом случае найдется треугольник, три отрезка которого окрашены одинаково, что и требовалось доказать.