|
Cím: |
Az 1965. évi Arany Dániel tanulóversenyek II. fordulóján kitűzött feladatok megoldása, haladók versenye, az általános verseny feladatai
|
Szerző(k): |
Lőrincz Pál |
Füzet: |
1966/január,
1. oldal |
PDF | MathML |
Témakör(ök): |
Arany Dániel |
|
A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. 1. feladat. Alakítsuk szorzattá a következő kifejezést: | | (*) |
Megoldás. Jelöljük az átalakítandó kifejezést -val. A kéttagúak négyzeteit tagokra bontva és részben beszorozva:
A második szorzatot tagokra bontva összevonások után a szorzatból két tag marad, amelyek az utolsó taggal együtt teljes négyzetet alkotnak: . Így is teljes négyzet: | |
Ezzel -t két (egyenlő) tényező szorzatává alakítottuk.
2. feladat. Legyen az szám nagyobb, mint a jegyeinek fordított sorrendben való leírásával keletkező szám. Bizonyítandó, hogy Megoldás. Ha az számban a számjegyek száma páros, akkor a feladat állítására találhatók ellenpéldák, pl. | |
Páratlan számú számjeggyel írt számokra viszont az állítás igaz, először ezt bizonyítjuk be; majd a páros esetben meghatározzuk azokat a számokat, amelyekre az állítás nem érvényes. I. Legyen jegyeinek száma . Ekkor kisebb a legkisebb jegyű számnál, ami ezért | | (2) | Megmutatjuk, hogy semmilyen megengedett -re nem kisebb a négyzetgyökre itt talált felső korlátnál. Az szám balról számított -edik számjegyének jobbról számított sorszáma is , így ennek a jegynek a helyi értéke -ben ugyanannyi lesz, mint volt -ben, ti. . Jelöljük ezt a számjegyet -vel, az -ben az első számú jeggyel, illetőleg az utolsó számú jeggyel írt számot pedig -gyel, illetőleg -vel. utolsó számjegyének helyi értéke az -ben , ezért ( valódi -jegyű szám, vagyis balról első számjegye nem kisebb -nél, azonban kezdődhet helypótló -val is.) Legyen az , szám jegyeinek fordított sorrendben való írásával előálló -jegyű szám , illetőleg (mindkettő kezdődhet helypótló -val), így
és különbözők, mert különben számjegysorozata szimmetrikus volna -re, s ezért állna. Így miatt . Másrészt a kivonandó nem nagyobb a számú -essel írott számnál, -nél, így (2)-t is tekintetbe véve | |
Ezzel a feladat állítását a páratlan számú jeggyel írt természetes számokra bebizonyítottuk.
II. Ha számjegyeinek száma , akkor , és így Ebben az esetben a fenti jelöléseket tovább használva
és miatt ismét szükségképpen . Továbbá a második zárójelbeli különbség most is kisebb -nál. Ezért és így esetén nagyobb a (4)-beli felső korlátnál, tehát az (1)-et nem teljesítő számban csak lehet, azaz . Ha -esre végződik, akkor -ra, így első jegye , -é , tehát ekkor is Így csak az lehetséges, hogy utolsó ‐ s így első ‐ jegye -gyel kisebb, mint utolsó, tehát első jegye, a többi jegyek -ben és -ben, tehát -ben és -ben is megegyeznek. Ekkor , Ezek szerint csak akkor állhat fenn (1) helyett , ha (négyzetre emelve) | | (6) |
Megállapításainkat összefoglalva esetén (6) így alakul: , vagyis első jegye vagy , második jegye pedig a fentiek szerint -gyel kisebb; tehát kétjegyű ellenpélda van: és . esetén a -jegyű szám akkor nem teljesíti (1)-et, ha középső két jegyével írt szám a | | számok valamelyike, az ezt megelőző jegyű szám első két jegyével írt szám a | | számok valamelyike, további számjegye ( esetén) tetszés szerinti, végül utolsó jegye fordított sorrendben rendre egyenlő az első jegyével. esetén a második számjegyre mindkét feltételnek teljesülnie kell, ezért az első két számjegy nem lehet , a -jegyű ellenpéldák száma . Hatjegyű ellenpélda van, esetén a jegyű ellenpéldák száma .
3. feladat. Az téglalap két rövidebb oldala és . Messe a pontból a átlóra bocsátott merőleges egyenes az oldal meghosszabbítását az pontban. Messe továbbá a középpontú, sugarú kör a téglalap oldalát az pontban. Bizonyítandó, hogy merőleges -re.
Megoldás. A és háromszögek hasonlók, mert oldalaik páronként merőlegesek egymásra, ezért Így és is hasonló háromszögek, mert -nél levő szögük közös, és az ezt bezáró oldalak aránya az -et előállító szerkesztés miatt egyenlő: | |
Az háromszög csúcsánál derékszög van, ezért a megfelelő szög is derékszög. Ezt kellett bizonyítanunk. Megjegyzés. A versenyzők egy része kifejezte -t, -t, majd -et is a téglalap oldalaival, és az összefüggésre jutott. Ebből a feladat állítása a Pythagoras-tétel megfordítása alapján következik. Lőrincz Pál Mint a versenyről kiadott jelentés közölte ‐ lásd K. M. L. (31) 1965. 3. o. ‐ a feladat szövegéből sajnálatosan kimaradt az a megszorítás, hogy az állítás páratlan számú számjeggyel írt természetes számokra bizonyítandó. ‐ Szerk. |
|