Feladat: 905. matematika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bagyinszki János ,  Győry Kálmán 
Füzet: 1959/február, 49 - 50. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Kombinatorikai leszámolási problémák, Variációk, Természetes számok, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1958/május: 905. matematika feladat

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

I. megoldás: Sn-et kombinatorikai meggondolás alapján határozzuk meg. Nevezzük az (n+1)(n+1) mezős sakktáblán n+1 bástyának olyan elrendezését, melyben egyik sem ütheti a másikat, szabad felállításnak. A különböző szabad felállítások száma nyilván (n+1)!, ugyanis az elsőként elhelyezendő bástya számára az első sorban n+1-féleképpen választhatjuk a mezőt, ez ‐ a maga oszlopa révén ‐ a 2-ik sorban 1 mezőt használhatatlanná tesz, tehát ott a 2-ik bástya helye n-féleképpen választható, és így az első két sor bástyái (n+1)n-féleképpen állíthatók fel; a 3-ik, 4-ik, ..., n-edik, n+1-edik bástya hasonlóan rendre n-2, n-3, ..., 2, 1-féleképpen, és így valamennyi bástya Fn+1=(n+1)n(n-1)...21=(n+1)!-féleképpen.
Az Fn+1 számot egy más, az összes szabad felállításokat ugyancsak kimerítő módon is megállapíthatjuk. Az első bástyát az első sor 1, 2, ..., n sorszámú mezejére állítva ennek ,,ütősugarain'' kívül marad nn mező, ezeken a további n bástyát az előzők szerint minden esetben n!-féleképpen lehet elrendezni, tehát az ilyen szabad felállítások száma nn! Ugyanez a helyzet az első bástyának az első sor n+1-ik (azaz sarok-)mezőre való állításakor is, ekkor a szabad mezők összefüggő nn mezős sakktáblát alkotnak, tehát rajta a szabad felállítások száma Fn alakban is írható, ennélfogva Fn+1=nn!+Fn. Az Fn-et hasonlóan az első sor utolsó mezejének (az eredeti tábla 2-ik sora n-edik mezejének) külön való figyelembevételével (n-1)(n-1)!+Fn-1-nek találjuk, így Fn+1=nn!+ +(n-1)(n-1)!+Fn-1. Ezt a gondolatmenetet folytatva F3=22!+F2-re jutunk, itt már közvetlenül látjuk, hogy F2=2=11!+1, ennélfogva

Fn+1=nn!+(n-1)(n-1)!+...+22!+11!+1,
és ennek első n tagjában Sn-re ismerünk rá.
A kétféle megszámlálás révén (n+1)!=Sn+1, így Sn=(n+1)!-1.
 

Győry Kálmán (Ózd, József Attila g. IV. o. t.)
 

II. megoldás: Egyszerű átalakítással közvetlenül adódik, hogy
Sn=(2-1)1!+(3-1)2!+(4-1)3!+...+[(n+1)-1]n!==2!-1!+3!-2!+4!-3!+...+(n+1)!-n!=(n+1)!-1.



 

Bagyinszky János (Nagykőrös, Arany J. g. IV. o. t.)