Feladat: F.2326 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Megyesi Gábor 
Füzet: 1982/március, 111 - 112. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Sakktáblával kapcsolatos feladatok, Feladat, Számelrendezések
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1981/október: F.2326

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

Nyilvánvaló, hogy k>n esetén a kívánt kitöltés megvalósítható, hiszen nem is létezik k×k-as résztáblázat. Így a továbbiakban feltehetjük, hogy kn.
Ha k osztója n-nek (speciálisan ha k=n), akkor az n×n-es tábla lefedhető k×k-as résztáblákkal úgy, hogy minden mező pontosan egyszer legyen lefedve. Ha most minden k×k-as résztáblában a számok összege negatív, akkor az egész táblázatban is az összeg negatív, noha ennek pozitívnak kellene lennie. Így ebben az esetben a kitöltést nem lehet a feltételeknek megfelelően elvégezni.
A megmaradt esetben ( kn, k nem osztója n-nek) legyen n=qk+r, ahol q és r természetes számok, 0<r<k, továbbá legyen p olyan pozitív szám, amelyre

k-1<p<nq-1.
Ilyen szám mindig van, hiszen k=(n-r)/q<n/q. Az n×n-es táblázat k-adik, 2k-adik, ..., qk-adik oszlopában minden mezőbe írjunk (-p)-t, a többi mezőbe pedig 1-et. A táblázat minden sora egyforma, így a beírt számok összege
n(n-q)+nq(-p)=nq(nq-1-p)>0
p választása miatt. Másrészt bármely k×k-as összefüggő résztáblázatban pontosan egy oszlopban áll (-p), a többiben 1-ek, vagyis a számok összege
k(k-1)+k(-p)=k(k-1-p)<0.
Ez pedig azt jelenti, hogy ez a kitöltés teljesíti a feladatban szereplő feltételeket.
Összefoglalva, a keresett (n, k) számpárok pontosan azok, amelyekben k nem osztója n-nek.
 

 Megyesi Gábor (Szeged, Ságvári E. Gyak. Gimn., I. o. t.)