A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Ha a megadott számok között van két négyzetszám, akkor persze ezek szorzata is teljes négyzet. Így feltehetjük, hogy nem ez a helyzet, vagyis számaink közül kiválasztható kilenc, melyek egyike sem négyzetszám, jelöljük ezek halmazát -val. -nak minden nem üres részhalmazára tekintsük az -beli számok szorzatát. Mivel kilenc elemű, azért a kapott szorzatok száma . Egy ilyen szorzat akkor és csak akkor teljes négyzet, ha a prímtényezős felbontásában minden prím páros kitevőn szerepel. Elegendő tehát prímtényezős felbontásaikban a kitevők paritását vizsgálni. A feladatban szereplő számoknak ‐ és így szorzataiknak is ‐ mindössze 8 különböző prímtényezője lehet: , , , , , , és . Így a szorzatok a kitevők paritása szempontjából különböző osztályba eshetnek attól függően, hogy a , a stb., a kitevője páros-e vagy páratlan. Feladatunk éppen az, hogy megmutassuk: az előbbi szorzatok valamelyike abba az osztályba esik, melyben minden kitevő páros. Első pillanatban nem látszik, hogy ennek miért kellene így lennie. Annyit tudunk, hogy a szorzatok száma , és ez nagyobb a lehetséges osztályok számánál, -nál. Tehát van két szorzat, mondjuk az és a részhalmazok elemeinek szorzata, melyek ugyanabba az osztályba esnek. Ám e két szorzat szorzata, vagyis elemeinek és elemeinek szorzata négyzetszám, hiszen itt minden prím kitevője vagy két páratlan, vagy két páros szám összege, tehát biztosan páros. Ha -nak és -nek nincs közös eleme, azaz , akkor készen vagyunk: elemeinek szorzata négyzetszám. Ha viszont nem üres, akkor a "szorzatok szorzatában'' ennek a közös résznek minden eleme pontosan kétszer szerepel. Hagyjuk el ezeket a kétszer szereplő számokat! A megmaradó számok szorzata továbbra is négyzetszám marad, hiszen minden prímtényező kitevőjét páros számmal csökkentettük (ha csökkentettük egyáltalán), s így az páros maradt. A "szorzatok szorzatából'' nem hagyhattuk el az összes tényezőt, hiszen és különböző részhalmazai voltak -nak, így, van olyan elem, amely vagy csak -ban vagy csak -ben van. Végül nem maradhatott egyetlen tényező, mert akkor annak négyzetszámnak kellene lennie, márpedig elemei között nincs négyzetszám. Ezzel igazoltuk, hogy számaink közül mindig kiválasztható néhány, de legalább kettő, melyek szorzata teljes négyzet. |