Feladat: F.1628 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Horváth László ,  Schűgerl Márta 
Füzet: 1969/szeptember, 14 - 15. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Testek szinezése, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1968/október: F.1628

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

I. megoldás. A szabályos oktaéder leírását és szimmetriáit ismertnek vesszük, nem bizonyítjuk. A befestendő modelleket mozgathatónak tekintjük.
A 8 lap 4 párhuzamos párt alkot, így a színek mindegyikével 1 párt, azaz 2 lapot festünk be. Egy szín-elrendezés meghatározásához elegendő megadni egyetlen csúcsban az ott összefutó 4 lap színeinek kölcsönös helyzetét, hiszen ezek közt nincs párhuzamos, és így mindegyik szín egyik előfordulását elhelyeztük. A választott csúcs szín-rendjét úgy írjuk le, hogy a csúcsba befutó tengelyt szemünk felé irányítjuk és egyik ‐ mondjuk a piros ‐ laptól az órajárással szemben haladva megadjuk az egymás után látott három színt (az utolsó után ismét a piros következik).
A piros utáni első szín 3-féleképpen választható, a következő 2-féleképpen, és ezzel az utolsó lap színe is kiadódott; ezek szerint egy csúcs környezetének (a befutó 4 lapnak) színezése 32=6-féleképpen lehetséges. A teljes oktaéderre ezekből adódó színezések azonban nem különböznek egymástól. Megmutatjuk ugyanis, hogy az oktaédernek kívánt színezésében mind a 6 csúcs szín-rendje különböző; ebből következik, hogy a mondott 6-féle megindulás ugyanarra az eredményre vezet.
Valóban, két szemben levő csúcs színezése különböző, mert pl. az E elülső csúcsbeli jobb felső lapot pirosra, a továbbiakat rendre fehérre, zöldre, kékre festve (1. ábra) a H hátulsó csúcsban összefutó lapok belső oldalát ugyancsak p, f, z, k sorrendben látjuk ‐ éspedig p-t balról lent ‐, ezért H-ra hátulról ‐ azaz kivülről ‐ ránézve p, k, z, f a sorrend.

 

 

1. ábra
 

Két szomszédos csúcs szín-rendje pedig azért különböző, mert az összekötő élükben összefutó két lap színei a két leírásban közvetlenül egymás mellett állnak, de ellentétes sorrendben. A példát folytatva a felső, az alsó, a bal és a jobb csúcs leírása rendre
F:p,z,k,f;A:p,f,k,z;B:p,z,f,k;J:p,k,f,z.

Ezzel állításunkat bebizonyítottuk.
Horváth László (Hódmezővásárhely, Bethlen G. Gimn., I. o, t.)

 
II. megoldás. Egyszerűbben jutunk a fenti eredményhez, ha az oktaéder FEJ lapját fordítjuk látósugarunkra merőleges helyzetbe, ezt festjük pirosra, és a vele élben szomszédos három lap szín-sorrendjét írjuk elő: f, k, z (2. ábra).
 

 

2. ábra
 

A hátul levő párhuzamos lapok belső oldalait ugyancsak f, k, z sorrendben látjuk a hátsó p lap körül (180-kal elfordulva), eszerint hátulról nézve az oktaéderre, a p lappal szomszédos lapok sorrendje f, z, k, az elülsőtől különböző. Márpedig p körül a három további színt ciklikusan csak 2 különböző sorrendben helyezhetjük el, a két kiindulás a (teljes) oktaédernek ugyanarra a szín-rendjére vezet. (A két szín-rendet egy-egy modellen megvalósítva, ezek úgy forgathatók, hogy a megfelelő csúcsaikat összekötő lapok ugyanolyan színűek.)
Schűgerl Márta (Budapest, I. István Gimn., III. o. t.)