Feladat: F.2772 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Erben P. ,  Harcos G. ,  Keresztély T. ,  Kiss 128 I. ,  Podoski Károly. ,  Pór A. ,  Sági Z. ,  Szendrői B. ,  Tokodi T. ,  Turányi Z. ,  Virág B. ,  Wiener G. 
Füzet: 1990/október, 304 - 305. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Algoritmikus eljárások, Szélsőérték-feladatok differenciálszámítás nélkül, Szöveges feladatok, Teljes indukció módszere, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1989/december: F.2772

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

A feladat állítását k-ra vonatkozó teljes indukcióval bizonyítjuk. Ha k=1, akkor a feladat azt állítja, hogy 1 lépés után a kapott részek tömege kisebb 1-nél. (A csokoládé tömegét választjuk egységnek.) S valóban: az első lépésben legalább két, egyenként legfeljebb 12 tömegű részt kapunk.
Tegyük fel most, hogy a feladat állítása minden k<m számra igaz. Belátjuk, hogy akkor k=m-re is igaz.
Tegyük fel először, hogy m=2r+1. Nézzük, mi a helyzet az r-edik lépés után. Az indukciós feltevés szerint minden kapott rész tömege kisebb 2r+1-nél. Ebből viszont következik, hogy minden további osztásnál az újonnan kapott részek tömege már 1r+1-nél is kisebb lesz, hiszen "legalább feleznünk kell'' az éppen osztott részt. Ha tehát az r-edik lépés után s db olyan részünk van, amelyek tömege legalább 1r+1, akkor a következő s lépésben ezt az s részt kell egyenként tovább bontanunk. (Ugyanis mindig 1r+1-nél kisebb részek keletkeznek, s ezekhez addig nem nyúlhatunk, amíg van 1r+1 vagy annál nagyobb is.) Ez viszont azt jelenti, hogy s+r lépés után már nem marad olyan rész egyben, amelynek tömege 1r+1, vagy annál nagyobb volna. Nyilván a további lépésekben is minden kapott rész tömege kisebb lesz 1r+1-nél. Másrészt sr+1, hiszen ha sr+2 volna, akkor az s db egyenként legalább 1r+1 tömegű rész együttes tömege 1-nél, a csokoládé egész tömegénél nagyobb volna. Ezek szerint s+r2r+1=m lépés után minden kapott rész tömege kisebb lesz 1r+1=22r+2=2m+1-nél, s ezt kellett belátnunk.
Ha m=2r, akkor 1r+1<1r+1/2=22r+1=2m+1, így elég azokat a részeket vizsgálnunk, amelyek 1r+1-nél nagyobbak az r-edik lépés után. Ezekből legfeljebb r darab van (különben együttes tömegük 1-nél nagyobb volna, ami lehetetlen), így a következő legföljebb r lépésben ezek felbontása fog sorra kerülni. Legkésőbb 2r lépés után tehát már minden kapott rész tömege 1r+1 lesz, s ez kisebb 2m+1 -nél.