Feladat: 508. matematika gyakorlat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bollobás Béla ,  Gagyi Pálffy András ,  Simai László 
Füzet: 1959/április, 100 - 102. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Szorzat, hatvány számjegyei, Teljes indukció módszere, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1958/szeptember: 508. matematika gyakorlat

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

I. megoldás: Az írásbeli szorzás szokásos eljárásával (bármelyik tényezőt véve szorzónak) minden részletszorzat az a 26 jeggyel írt szám, amelynek első jegye 1, utolsó jegye 8, és valamennyi közbülső jegye 9. Ugyanis az 1-es helyi értékű 3-as jegynek 6 szorosából, 18-ból minden részletszorzat legalacsonyabb helyi értékű jegyeként 8 adódik, és leíratlanul "marad'', az eggyel magasabb helyi értékű 3-asnak 6-szorosához adandó 1; következő, utolsó előtti jegyként 1+36=19-ből már 9-est írunk, ismét marad 1, és ez még 23-szor ismétlődik, mert a második, és így valamennyi maradék ugyanannyi mint az első; végül az elölálló (jobbról számított 25-ik) 3-as szorzása után az 1 maradékot is leírjuk a részlet-szorzat első (jobbról számított 26-ik) jegyének.
A részletszorzatokat a szokott lépcsőzéssel egymás alá írva az elsővel 26 jegy-oszlopot kezdünk meg, és a 25-1 további részlettel az oszlopok száma 26+24=50-re emelkedik. Az első 25 oszlop mindegyikében egy 1-es jegy áll, ezenfelül (balról jobbra haladva) 0, 1, 2, ..., 23, 24 db 9-es, a továbbiakban, a jobbról számított első 25 oszlopban pedig egy-egy 8-as és 0, 1, 2, ..., 24 db 9-es.
A szokásos összeadásban a (jobbról) első oszlop ,,összege'' 8 (,,és marad 0''), a második oszlop alá 0+(9+8)=17-ből 7-et írunk, ,,és marad 1'', a harmadik oszlop alá 1+9+(9+8)=27-ből ismét 7 jön, ,,és marad 2''. A következő 25-3=22 oszlopban az összeg lépésről lépésre 9+1=10-zel nagyobb, mert eggyel több 9-esünk van, és a maradék 1-gyel nagyobb, így az összeg leírt jegye mindig (a tízes helyi értékű oszloptól számítva 24 oszlopban) 7. A 24-ik oszlopból átvitt maradék 23, a 25-ikből 24. ‐ Eszerint a 26-ik oszlop egyrészt abban tér el a 25-iktöl, hogy 1-gyel több maradékot vesz át, másrészt abban, hogy az egyetlen 8-as helyett 1-es jegyet tartalmaz, míg a 9-esek számában megegyeznek. Így a 26-ik oszlop összege a 25-ikhez képest 1-(8-1)=-6 egységnyi változást mutat, a leírt jegy 7-6=1, és a maradék változatlanul 24. Ezeket tehát 241-ből írtuk le, ill. visszük át. A 27-ik oszlopban az eggyel kevesebb 9-es folytán 241-9=232 az összeg, ebből 2-t írunk le, és marad 23, vagyis 1-gyel kevesebb az előzőnél. Minden további oszlop az előzőhöz képest összeadandókban és maradékban 9+1=10-et veszít, ezért a leírt jegy mindig 2, és az utolsó, az 50-ik oszlopból már nem viszünk át maradékot. Ezek szerint a keresett N szorzat, mint a részlet-szorzatok összege, 50 jeggyel íródik: 24 2-es jegy után egy 1-est, majd 24 7-est, végül egy 8-ast tartalmaz:

N=222...224  jegy1777...724  jegy8.

Gagyi Pálffy András (Bp. VIII., Széchenyi I. g. II. o. t.)
 

II. megoldás: Osszuk a második tényezőt és szorozzuk az első tényezőt 3-mal, így a kívánt szorzatot a 25-25 db 9-essel, ill. 2-essel írt számok szorzataként is megkaphatjuk. Az első tényezőt 1025-1 alakban írva
N=222...225  jegy1025-222...225  jegy,
és ebből az írásbeli kivonás szokásos eljárásával a különbség jobbról számított első helyére 8-as, a további 24-re a maradékátvitel folytán 7-es jegy kerül; a 26-ikra, amelyben már nincs jegye a kivonandónak, maradék viszont még van, 1-es, végül a további 24 jegyben a különbség megegyezik a kisebbítendővel.
 

Simai László (Kisújszállás, Móricz Zs. g. II. o. t.)
 

Megjegyzések. 1. Kézenfekvő vizsgálni általában a k számú 3-as és a k számú 6-os jeggyel írt számok Nk szorzatát. Ez a II. megoldásban használt átalakítások mintájára így írható
Nk=310k-19610k-19=29(10k-1)2.
Sejtésünk, hogy a szorzat 2k jeggyel íródik, első k-1 jegye 2-es, a k-adik jegye 1-es, további k-1 jegye 7-es és utolsó jegye 8-as, vagyis hogy egyenlő a következő számmal:
Nk*=210k-1-1910k+1+110k+710k-1-1910+8.
Egyszerű átalakítás mutatja, hogy valóban Nk*=Nk.
2. Ez a sejtés a teljes indukció módszerével is igazolható.
 

Bollobás Béla (Bp. V. Apáczai Csere J. gyak. g. II. o. t.)
 

3. Több dolgozat szinte rabszolgai munkával a szokásos eljárással kiszámította a szorzatot, nem használta ki a tényezők jegyeinek megegyező voltát. A feladattal az volt a célunk, hogy megoldóink gondolkodva és kevesebb munkával jussanak célhoz; erre utal a szöveg is: ,,állapítsuk meg a jegyeket''.