A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. A II. (döntő) fordulóban, amely április 12-én folyt le, 90 iskola 186 tanulója (79 gimn. 162 tan. ‐ 11 ip. techn. 24 tan.) indult. Öt óra munkaidő állott rendelkezésre az alábbi három feladat megoldására: 1. Néhány adat a szovjet ipar termelésének emelkedéséről (az 1940. évihez viszonyítva): | | fogyasztási cikkek 1952. évi termelése hány százaléka volt az 1950. évinek? 2. Egy -os szög egyik szárán elhelyezkedő , ill. pontnak a szög csúcsától való távolsága , ill. ; a másik száron elhelyezkedő , ill. pontnak a csúcsától való távolsága pedig , ill. . Az távolság felezőpontja . Bizonyítandó, hogy az háromszög szabályos. 3. Mi az utolsó értékes jegye az első száz természetes szám szorzatának? A bírálóbizottság április 27-én a következő jelentést fogadta el: >>A Bizottság örvendetes javulást lát a döntő dolgozatai átlagos értékében és a feladatmegoldások megszövegezésében; sajnálattal állapítja azonban meg, hogy egy különösebb nehézséget nem rejtő százalékszámítási feladat sok versenyzőnek okozott indokolatlanul nagy nehézséget. Igen sajnálatos az is, hogy a legjobb dolgozatokban is gyakori a hibás osztás, sőt összeadás és kivonás is. Ezek a számítási hibák sok versenyző eredményét rontották lényegesen. Ugyancsak sajnálatos a lányok gyenge szereplése. Mindhárom feladatot lényegében megoldotta 16 versenyző, további 17 versenyző dolgozata két feladat megoldása mellett mutat fel értékes próbálkozást a harmadik feladat megoldásában is, vagy a két feladat közül valamelyiket ötletesen, vagy több úton tárgyalja. Újabb 37 dolgozat tartalmazza két feladat lényegében jó megoldását. Az első csoport dolgozatai közül is kiemelkedik Kántor Sándor dolgozata, aki hibátlanul oldja meg mindhárom feladatot. A második feladatra három különböző elemi megoldást ad, megemlíti egy egyszerűbb általánosítás lehetőségét és egy trigonometriai számítással is igazolja az állítást. A harmadik feladatot a tényezők alkalmas, ha nem is a legegyszerűbb csoportosításával oldja meg. A Bizottság javasolja, hagy az I. díjat Kántor Sándor-nak ítéljék oda. A további 15 dolgozat között nem túl nagyok az értékbeli különbségek, mégis elválik a többitől három dolgozat. Ezek szerzői Surányi Péter, Szilárd Miklós és Tomor Benedek. Surányi hibátlanul oldja meg mindhárom feladatot, bár a másodikra csak számításon alapuló megoldást ad, viszont rámutat a Kántor áltat is felvetett általánosítási lehetőségre. A harmadik feladatot megoldja a tényezők csoportosításával és a szorzat törzstényezőkre bontásával is. Szilárd a második feladatra rövid, világosan fogalmazott szellemes elemi megoldást ad. Lényegében jól oldja meg a másik két feladatot is, de mindkettőben kisebb számolási hibát vét. A harmadik feladatban törzstényezőkre bontás után ügyesen csoportosítja a tényezőket. Tomor Szilárdéhoz hasonló szellemes elemi megoldást talál a második feladatra, a harmadik feladatot is jól oldja meg törzstényezőkre bontással, az elsőben fölösleges számításokba bocsátkozik, amikben hibáz is. A Bizottság javasolja, hogy a második díjat Surányi Péter, Szilárd Miklós és Tomor Benedek közt osszák meg. Az első csoportba tartozó további 12 dolgozat szerzőit első dicséretbe, a második csoport 17 dolgozatának szerzőit második dicséretre, a harmadik csoport 37 dolgozatának szerzőit pedig harmadik dicséretre javasolja a Bizottság<<. A K. M. a bírálóbizottság javaslata alapján a következő döntést hozta: 1. díj (oklevél és 1000 Ft pénzjutalom): Kántor Sándor (Debrecen, Ref. Koll. g. IV. o. t.). 2. díj (oklevél és 500 Ft pénzjutalom): Surányi Péter (Bp. VI., Kölcsey Ferenc g. IV. o. t.); Szilárd Miklós (Balassagyarmat, Balassa Bálint g. IV. o. t.); Tomor Benedek (Győr, Révai Miklós g. III. o. t.).
I. dicséretben és nagyobb könyvjulalomban részesült:
Balatoni Ferenc (Bp. III., Árpád g. III. o. t.), Beretvás Tamás (Bp. XIII., Berzsenyi g. IV. o. t.), Grátzer György (Bp. VI., Kölcsey g. III. o. t.), Jókai Zoltán (Bp. VIII., 7. sz. gépip. techn. IV. o. t.), Keresztély Sándor (Miskolc, Földes Ferenc g. IV. o. t.), Kovács László (Debrecen, Ref. g. III. o. t.), Kroó Norbert (Bp., IX., Fáy g. IV. o. t.), Schmidt Eligius (Bp. I., Fürst Sándor g. III. o. t.), Siklósi Péter (Sopron, Széchenyi g. III. o. t.), Vigassy József (Bp. I., Petőfi g. III. o. t.), Zawadowski Alfréd (Bp. I., Petőfi g. III. o. t.), Zobor Ervin (Nagykanizsa, Irányi Dániel g. IV. o. t.).
II. dícséretet és könvjutalmat nyert:
Bánki György (Bp., XI., József Attila g. IV. o. t.), Csáki Endre (Győr, Révai Miklós g. IV. o. t.), Dömölki Bálint (Bp., XXI., Jedlik Ányos g. IV. o. t.), Frajka Zoltán (Karcag, Gábor Áron g. IV. o. t.), Kardos Péter (Szolnok, 16. sz. gépipari techn. III. o. t.), Németh Lehel (Jászberény, Mikszáth g. III. o. t.), Papp Zoltán (Sárospatak, Rákóczi g. III. o. t.), Reichlin-M. Viktor (Bp., V., Piarista g. III. o. t.), Rédly Elemér (Pannonhalma, Bencés g. IV. o. t.), Rippel Géza (Bp., VIII., Vörösmarty g. III. o. t.), Rockenbauer Magda (Bp., X., I. László g. IV. o. t.), Sélley Gábor (Bp., X., I. László g. III. o. t.), Sóti Ferenc (Szeged, 5. sz. vegyip. techn. IV. o. t.), Szabó Dániel (Esztergom, I. István g. IV. o. t.), Szabó József (Szolnok, Beloiannisz g. IV. o. t.), Tilesch Ferenc (Esztergom, I. István g. IV. o. t.), Zádor Pál (Bp., VI., Kölcsey g. IV. o t.).
III. dícséretben és könyvjutalomban részesült:
Alexander Gábor (Bp., XIV., I. István g. III. o. t.), Babos Károly (Székesfehérvár, József Attila g. III. o. t.), Bagi András (Bp., IX., Apáczai Csere János g. III. o. t.), Bársony András (Nagykanizsa, Irányi Dániel g. IV. o. t.), Bódás Péter (Székesfehérvár, József Attila g. III. o. t.), Burger Péter (Bp., VII., Madách g. III. o. t.), Csanády Mihály (Esztergom, I. István g. III. o. t.), Csonka Pál (Bp., XI., József Attila g.), Deseő Zoltán (Bp., X., I. László g. III. o. t.), Dinnyés József (Szeged, 17. sz, gépipari techn. IV. o. t.), Ehrenfeld János (Bp., VIII., 3. sz. gépip. techn. III. o. t.), Erdélyi Miklós (Oleg Kosevoj Ösztöndíjas isk.), Fuhrmann Róbert (Bp., VIII., Fazekas g. IV. o. t.), Gaál István (Csorna, Latinka Sándor g. III. o. t.), Gyapjas Ferenc (Bp., VIII., Széchenyi g. IV. o. t.), Habermayer István (Bp., VIII., 7. sz. gépipari techn. III. o. t.), Hettyei Gábor (Orosháza, Táncsics g. IV. o. t.), Horváth Jenő (Celldömölk, Gábor Áron g. IV. o. t.), Huszár Károly (Bp. II., Rákóczi g. III. o. t.), Jámbor Imre (Zalaegerszeg, Zrínyi Miklós g. III. o. t.), Klafszky Emil (Győr, Révai g. IV. o. t.), Krén Emil (Bp., V., I. sz. textilip. techn. IV. o. t.), Leitold Ferenc (Győr, Révai g. IV. o. t.), Magyary-Kossa Miklós (Esztergom, I. István g. IV. o. t.), Marik Miklós (Bp., I., Fürst Sándor g. III. o. t.), Marti Sándor (Szeged, Radnóti g. IV. o. t.), Molnár István (Debrecen, Ref. g. III. o. t.), Pergel József (Bp., XIX., Landler Jenő g. IV. o. t.), Polgár Iván (Szeged, 5. sz. vegyipari techn. IV. o. t.), Radda György (Pannonhalma, Bencés g. III. o. t.), Rácz Márton (Bp., II., Rákóczi g. III. o. t.), Rozsondai Béla (Sopron, Széchenyi g. IV. o. t.), Száz Kálmán (Veszprém, Lovassy László g. IV. o. t.), Szilárd Katalin (Bp., XIII., Berzsenyi g. IV. o. t.), Telkes Zoltán (Aszód, Petőfi g. IV. o. t.), Theisz Péter (Kaposvár, Táncsics g. IV. o. t.), Venetiáner Pál (Bp., VI., Kölcsey g. IV. o. t.). Ezek szerint tehát 46 iskola 70 tanulója (40 gimn. 62 tan.‐ 6. i. techn. 8 tan.) részesült kitüntetésben. Örömmel állapítjuk meg, hogy a helyezést elért 70 tanuló közül 52-en (74) voltak lapunk feladatmegoldói. (Részletes beszámoló ‐ sokféle szempontból ‐ a >>Köznevelés<< június 1-én megjelent 11. számában, a 267‐8. oldalon található.) Alább közöljük a II. forduló feladatainak megoldását:
1. feladat.
A feladat általában indokolatlanul nagy nehézséget okozott a versenyzőknek. A számolási hibákra a jelentés is rámutatott, de ezen túlmenően, ahhoz képest, hogy az utolsó évfolyamok legjobb diákjairól volt szó, túlságosan sokan voltak; akik még jó esetben a két termelés számtani közepéből számolták a hiányzó adatokat, vagy ennél is hibásabban számoltak, ha egyáltalán megpróbálkoztak ezzel a feladattal, amit különösebb fejtörés nélkül kellett volna tudniok megoldani.
Megoldás: Viszonyítsunk mindent a fogyasztási cikkek 1940. évi termeléséhez. Ha ennek -szerese volt az eszközök ugyanazon évi termelése, akkor a következőképpen számítható ki az 1951. évi adatokból. Az alapul vett értékeknek az 1951. évi fogyasztási cikktermelés, adataink szerint, -a, a termelő eszköz termelés pedig -a. Az össztermelés 1940-ben a fogyasztási cikk-termelés -szerese, így az 1951. évi össztermelés 202%-a, tehát | |
Ha a fogyasztási cikkek termelése az 1940. évinek 1950-ben -a, 1952-ben pedig -a, akkor a meghatározandó mennyiség . Az előbbi mintájára külön-külön is meghatározható és :
Innen | |
A fogyasztási cikkek termelése tehát a Szovjetunióban 1950-től 1952-ig a 127%-ára nőtt. (A tizedesjegy megadása nem bírna értelemmel, mert a kiindulási értékek is csak egész -okban vannak megadva, s így az eredmény tizedesjegyei már nem megbízhatók, legfeljebb kerekítés szempontjából lehet hasznos az első.)
2. feladat.
Ez okozta a legkevesebb nehézséget, bár sokan ágyúval lőttek verébre, amikor trigonometriai és koordinátás számításokat használtak ennek a tisztán I. osztályos anyagismerettel is megoldható feladatnak megoldásához. Itt csak néhányat mutatunk be a számos elemi megoldás közül. Jelöljük a szög csúcsát -val és tegyük fel mindig, hogy . Ezt szimmetria okokból megtehetjük az általánosság csorbítása nélkül. tehát mindig és közt van.
I. megoldás: Az és hasonló, mert -nál fekvő szögük közös, az ezt közrezáró oldalak pedig az utóbbi háromszögben kétszer akkorák, mint az előbbiben. Bocsássunk másrészt -ből merőlegest az szárra. Mivel az -nál lévő szög , így e merőleges talppontja -tól távolságra van, vagyis -vel azonos. Bocsássunk -ből is merőlegest -re ennek talppontja legyen . Mivel az középvonala, azért , vagyis a egyenlőszárú. Ebből és a fenti hasonlóságból adódik, hogy az 1. ábrán egyformán jelzett szögek egyenlők. Mivel az -nél és -nél megjelölt szögek összege az -nál lévő -os szöget -ra egészíti ki, azért -osnak kell lennie az -nek is.
1. ábra 2. ábra Ugyanúgy látható, hogy , ha , ha azonban , akkor az -nál megjelölt szög (2. ábra) az -nél lévő külső szögével egyenlő. Viszont ez esetben az egyíves és kétíves szög különbsége adja ki az -nál lévő -ot s így egyszersmind . Az -nek tehát minden esetben -nál és -nél -os szöge van. Így harmadik szöge is -os. tehát a háromszög szabályos. II. megoldás: Az előző megoldásban láttuk, hogy . Hasonlóan következik, hogy . Így és az fölötti Thales körön vannak, melynek középpontja , tehát (3. ábra). Az az -höz, mint kerületi szöghöz, tartozó középponti szög. Mivel az előbbi szög az -nál lévő -os szög pótszöge, azaz , azért a hozzátartozó középponti szög -os, tehát az egyenlő szárú egyik szöge , s így a háromszög szabályos. Figyeljük meg, hogy a bizonyítás független és nagyság viszonyától. Ez állni fog a későbbi megoldásokra is.
3. ábra 4. ábra III. megoldás: Jelöljük ill. felezőpontját -vel ill. -vel. Megmutatjuk, hogy az minden oldala egyenlő az távolsággal (4. ábra). és , tehát és szabályosak. Így egyenlőszárú trapéz, tehát átlói egyenlők: . Egyenlőszárú trapéz az négyszög is, mert mint az középvonala; e háromszög egy másik középvonala, tehát . Így ezen trapéz átlói is egyenlők: . Az négyszögről már tudjuk, hogy trapéz, mert középvonal. Az paralelogrammából és szabályos háromszögből , tehát a trapéz átlói egyenlők, így a trapéz egyenlő szárú, vagyis . Az háromszög tehát szabályos. IV. megoldás: Ha , a kérdéses pontokat jelöljük , , , , -val (5. ábra).
5. ábra Ez esetben az háromszöget az szabályos háromszög oldalközéppontjai alkotják, tehát szintén szabályos. Növeljük most meg -t, akkor valamilyen helyzetbe kerül, egy olyan -be, melyre , pedig az -vel párhuzamos egyenes meghosszabbításán mozdul el és olyan helyzetbe jut, melyre , mert a baloldali távolság, az középvonala. Forgassuk az -et körül az órajárásával megegyező irányba -kal. Ekkor átmegy -ba iránya párhuzamossá válik -ével s így az éppen megállapított távolságegyenlőségek folytán éppen -re kerül. és tehát -os elforgatással egymásba vihető, amiből következik, hogy az háromszög szabályos. Egyszerűbb bizonyításhoz jutunk, ha az egymásba forgatott háromszögekhez hozzácsatoljuk az egybevágó ill. egybevágó háromszögeket (Ez annak felel meg, hogy az pontot nem az helyzetből, hanem az pontból elindulva mozdítjuk el a végső helyzetébe.)
V. megoldás: Legyen felezőpontja (6. ábra). Ekkor az középvonala, így és . Másrészt , tehát . Forgassuk a háromszöget körül az óra járásával ellenkező irányba -kal. Ekkor éppen -ba kerül, pedig a -val -ot bezáró egyenesre, tehát -re, éppen az pontba. Eszerint -os elforgatással -ba megy át, tehát az háromszög szabályos.
6. ábra 7. ábra Általánosítások: A tétel többféleképpen általánosítható. L. pl. a jelen számban kitűzött 147. sz. gyakorlatot. Egy másik általánosítás a következő: Legyen és két szabályos háromszög, melyek csúcspontja egybeesik és a megadott két körüljárás egyező irányú, akkor az , ill. távolságok , ill. felezőpontjai szabályos háromszöget alkotnak. (Versenytételünk ennek az általánosított feladatnak azon speciális esete, amelyben az csúcsból kiinduló oldalak is egymásra kerülnek, amikor az és csúcsokat említenünk sem kell.) Ezen állítás éppenúgy bizonyítható, mint az eredeti verseny feladat. Vegyük pl. az V. megoldás mintájára az szakasz felezőpontját (7. ábra), akkor a -et -kal elforgatva a pont -ba a szakasz pedig -ra kerül, tehát -os elforgatással átvihető -ba, s így az háromszög szabályos. Az állítás így minden esetre elég körülményesen hangzik, ezzel szemben messzemenően általánosítható. Nem lényeges benne sem a háromszögek szabályossága, csak a hasonlóságuk, sem a közös csúcspont, és a felezőpont is mással pótolható. Így pl. igaz az 554. sz. feladatban bizonyításra kitűzött tétel.
3. feladat.
Itt az egyetlen nehézséget az -tel osztható tényezők okozzák, amelyek alkalmas párral szorozva -végződésű számot adnak. Ha a szorzatot törzstényezőkre bontjuk, akkor ez a nehézség nem merül fel. I. megoldás: Az első szám közt páros van, ezek közül még -gyel is, azok közül még -cal is még -tal is, még -vel is és (maga a ) -gyel is osztható. Így a szorzat -nek az -ik hatványával osztható. Hasonlóan meghatározhatjuk a többi törzsszám kitevőjét is és kapjuk, hogy . Itt hatványát a ugyanannyiadik hatványával párosítva -t kapunk, amivel szorozva az utolsó jegy nem változik, ezt a tényezőt tehát elhagyhatjuk. A további tényezőknek csak az utolsó számjegyével szorozva kapunk a szorzatban egyeseket, így a tízeseket az egyes tényezőkből szintén elhagyhatjuk és egészen elhagyhatjuk az -re végződő tényezőket. A kérdéses szorzatnak tehát ugyanaz az utolsó értékes jegye, mint a következő szorzaté:
-ra végződő szám minden hatványa is -ra végződik. Ha pedig páros számot -tal szorzunk, akkor az utolsó jegy nem változik meg. Így az első két tényező szorzatának utolsó jegye . A harmadik tényező elhagyható és az ötödik is, mert is -re végződik. utolsó jegye s így az első természetes szám szorzata ugyanarra a jegyre végződik, mint , vagyis -re. Nyilvánvaló; hogy itt csak a és törzstényezők szerepe volt lényeges, az is csak addig, míg leválasztottuk legmagasabb hatványát, amivel a szorzat osztható, azután már egy egyes tényezők prím volta nem volt lényeges, hiszen egyeseket a , összetett számmal helyettesítettük. Így a törzstényezős felbontás fölösleges segédeszköznek látszik és valóban mellőzhető is, mint azt az alábbi II. megoldás mutatja.
II. megoldás: Válasszuk külön azon tényezőket, amelyek utolsó értékes jegye vagy (tehát a -at és -et is). nem befolyásolja a kérdéses szorzat utolsó jegyét, úgy szintén a kiválasztott páros tényezőkből leválasztva a tényezőt, a páratlanokból az -öt és ezeket összeszorozva a keletkező -hatvány sem. A kiválasztott tényezők szorzata tehát
Visszamaradt tehát két -re végződő tényező, az és . Szorozzuk ezeket össze a -tal: A többi kiválasztott tényezők közül az -gyel végződők elhagyhatók, a végűek szorzata is -tal végződik. A többjegyűeknek elég az utolsó értékes jegyét venni, így a kiválasztott tényezők szorzata ugyanazzal a jeggyel végződik, amivel a szorzat és mivel utolsó jegye és ezzel végződik is, pedig -vel végződik, így e szorzat utolsó jegye . A többi tényezők közül elhagyhatjuk azokat, amelyeknek az utolsó értékes jegye. Ezután válasszuk külön a -ra végződő tényezőket. A többi tényezőt hatosával csoportosítva összesen olyan csoportot kapunk, melyek mindegyikében egy-egy -ra, -re, -ra, -re, -ra és -re végződő tényező van, tehát az első természetes szám szorzata ugyanarra a jegyre végződik, mint amire a A zárójelben lévő szorzat utolsó jegye , -é s így -é is, viszont páros számot -tal szorozva az utolsó jegy nem változik meg így a keresett számjegy megegyezik utolsó jegyével. utolsó jegye , tehát az első természetes szám szorzatának utolsó értékes jegye .
|