Cím: 1926. A XXX. Eötvös Loránd matematikai tanulóverseny 2.
Szerző(k):  Hajós György ,  Hallóssy Zoltán ,  Mischung Ilona ,  Némethy László ,  Weisz Sándor 
Füzet: 1927/január, 137 - 140. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Kürschák József (korábban Eötvös Loránd)

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Megoldások
 

201. Bebizonyítandó, hogy bárhogyan választjuk az ,,a'' és ,,b'' egész számokat, az
x+y+2z+2t=a2x-2y+z-t=b


egyenletrendszernek mindig van egész számokból álló megoldása.
 

I. Megoldás. Legyen
x+y=pésx-y=p+2nz+t=qész-t=q+2m

Ha p, q, m, n egész számok, akkor x, y, z, t is azok. Ezen új ismeretlenekkel egyenletrendszerünk így alakul:
p+2q=a,(1)2p+q+2(2m+n)=b.(2)

α) Ha b páros szám, 2p+q is páros szám tartozik lenni. Ezt pedig elérjük, ha az (1) alapján
p=a-4césq=2c.

β) Ha b páratlan, akkor (2) szerint 2p+q is páratlan szám tartozik lenni, tehát, ha (1) alapján
p=a-2(2d+1)ésq=2d+1.

Mindkét esetben 2(2m+n) páros szám lesz és így
2m+n=e
egyenletnek mindig van egész számú megoldása.
 

Hajós György (kegyesrendi fg. VI. o. Bp.)*
 

II. Megoldás. Az első egyenletből
x=a-y-2z-2t.(1)
Helyettesítsük ezt a másodikba; összevonás után:
3z+4y+5t=2a-b.(2)
A legkisebb együtthatóval bíró ismeretlent fejezzük ki:
z=-y-t+u,(3)aholu=2a-b-y-2t3,(4)
és ebből
y=2a-b-2t-3u.(5)
Ha t, u egész számok, akkor y, z és (1) alapján x is egész számok, amelyek az adott egyenletrendszert kielégítik.
Minthogy a 4 ismeretlen között két összefüggés van megadva, két ismeretlen ‐ t, u ‐ értéke szabadon választható. Tekintettel arra, hogy a (2) egyenletben z, y, t együtthatói relatív prímszámok, előre volt jelezhető, hogy a (2) egyenletnek és így a megadott egyenletrendszernek is ‐ az adott feltétel mellett ‐ mindig van egész számú megoldása.
 

Weisz Sándor (debreceni főreál VIII. o.)
 

III. Megoldás. Legyen a=1 és b=0. Akkor az egyenletrendszernek egy megoldása ‐ amiről helyettesítéssel meggyőződhetünk ‐:
x=0,y=1,z=1,t=-1.
Ha ezen értékeket a-val szorozzuk, akkor az így nyert számok, tehát
x=0,y=a,z=a,t=-a.
kielégítik az
x+y+2z+2t=a2x-2y+z-t=0}I.
egyenletrendszert. Viszont, ha a=0 és b=1, akkor az egyenletrendszernek egy megoldása:
x=1,y=1,z=0,t=-1.
Szorozzuk ezen értékeket b-vel; akkor az így előálló
x=b,y=b,z=0,t=-b
értékek kielégítik ezen egyenletrendszert:
x+y+2z+2t=02x-2y+z-t=b}II.

Ennélfogva az adott egyenletrendszernek egyik egész számú megoldása az I. és II. speciális esetek megoldásainak összegéből alakul:
x=b;y=a+b;z=a;t=-(a+b).

202. Bebizonyítandó, hogy négy egymásután következő pozitív egész szám szorzata nem lehet egész számnak négyzete.
 

Megoldás. Ha a négy egymásután következő egész szám
n,n+1,n+2,n+3,
akkor szorzatuk (133. gyak. III. évf. 1. sz.)
Π(n)n(n+1)(n+2)(n+3)=(n2+3n)2+2(n2+3n)=(n2+3n+1)2-1
azaz
(n2+3n)2<Π(n)<(n2+3n+1)2.

Eszerint a négy szám Π(n) szorzata két egymásután következő négyzetszám között van és így nem lehet négyzetszám.
 

Némethy László (Szent Benedekrendi gimn. VIII. o. Győr)
 

203. Egy kör kétszer akkora sugarú körön gördül, ennek belsejében. Milyen pályát ír le a gördülő kör kerületének valamely pontja?
 

I. Megoldás. Induljunk ki abból a helyzetből, amidőn a gördülő kör A pontja a nagyobbik körön van; a gördülő kör tetszőleges helyzetében ezután a középpontja C-ben van és az A kerületi pontja M-be kerül, és ekkor B kerületi pont van a nagy körön. Ekkor tehát a BA és BM ívek egyenlők; a hozzájuk tartozó középponti szögek pedig a sugarakkal fordítva arányosak, tehát BCM=2BOA.
 

 

Kössük össze O-t M-mel. A BCM a COM egyenlőszárú háromszög külső szöge és így
BCM=2BOM,tehátBOM=BOA,
azaz M pont az OA egyenesen fekszik. Eszerint a gördülő kör A kerületi pontja leírja az AA' átmérőt, még pedig oda és vissza, mialatt az A pont eredeti helyzetébe kerül.
 

Mischung Ilona (szegedi leánygimn. VIII. o.)
 

II. Megoldás. A CA sugarú kör az OA sugarú kör belsejében gördül. Amikor C középpont C1-ben van, A pont kerül A1-be és így AB^=A1B^ hosszúságra nézve. Legyen AOB=α és A1C1B=ε. Akkor az egyenlő hosszúságú íveknek megfelelő szögek a két körben a sugarakkal fordítva arányosak:
ε:α=OA¯:CA¯.

 


Az A1 pont távolsága az OA egyenestől x=RA1. Minthogy BQ¯=OB¯sinα, és a BOP-ben BP¯=C1B¯sinα, továbbá A1 pont távolsága C1P¯-től C1A1¯sin(ε-α), azért
x=OB¯sinα-C1B¯sinα-C1A1¯sin(ε-α).
Az adott esetben: OB¯=2C1B¯=2C1A1¯ és ezért ε=2α.
x=2C1B¯sinα-C1B¯sinα-C1B¯sin(2α-α)=0.
Ez tehát annyit jelent, hogy A1 pont az OA egyenesen fekszik.
 

Hallóssy Zoltán (ciszterci rg. VIII. o. Bp.)

*Ezen dolgozatot, a Mathematikai és Physikai Társulat elnöksége engedélyével, a verseny színhelyén készítette.