Feladat: 771. matematika gyakorlat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):  Fiala István 
Füzet: 1963/március, 141 - 143. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Elsőfokú (és arra visszavezethető) egyenletek, Számelrendezések, Számtani sorozat, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1962/május: 771. matematika gyakorlat

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

I. megoldás. Az első sorban tagról tagra mutatkozó növekedést x-szel jelölve ennek és az előre beírt számok közül háromnak a felhasználásával minden további mező számát kifejezhetjük. Ugyanis így az első sor első négy száma 17-4x, 17-3x, 17-2x, 17-x lesz, tehát a növekedés az első oszlopban [1-(17-4x)]/4=x-4, a második oszlopban pedig 11-(17-3x)=3x-6. Ezek alapján kifejezhetjük az első két oszlop számait, majd ezeknek ugyanabba a sorba eső két-két számából a további sorok növekedését, végül az összes hátralevő mezők számait:
17-4x17-3x   17-2x   17-x   17   13-3x11   9-2x3x+5   21   5-x   6x-1   1     9x-7   
    171121nnnnnnnnnn1


 


Ezek után x-et abból számíthatjuk ki, hogy a még fel nem használt 21-es szám a  hátralevő mezők egyikén áll.
(3x+5)+[(3x+5)-(9-2x)]=21,
amiből x=2,5. Mostmár a fentiek alapján ábránk így alakul:
7    19,5    12    14,5    17   5,5    11    16,5    22    27,5   4    12,5    21    29,5    38   2,5    14    25,5    37    48,5   1    15,5    30    44,5    59   

 


ugyanis az első két oszlop növekedése x-4=-1,5, ill. 3x-6=1,5, és a további sorok növekedése rendre 5,5, 8,5, 11,5, ill. 14,5. Látjuk, hogy a növekedés a 3‐5. oszlopokban is mezőről mezőre ugyanaz, ti. 4,5, ill. 7,5, ill. 14,5.
Fiala István (Budapest, Apáczai Csere J. gyak. g. I. o. t.)

 

II. megoldás. Jelöljük az első sor első számát a-val, az első sor és az első oszlop tagról tagra való növekedését s1-gyel, ill. o1-gyel, végül d-vel azt a számot, amennyivel a második sor növekedése nagyobb s1-nél. Ezek közt keresünk összefüggéseket a megadott számok felhasználásával.
A 2. sorbeli növekedés s2=s1+d, az első két sor első két-két száma a, a+s1, ill. a+o1, a+o1+s1+d, a 2. oszlopbeli növekedés
o2=[(a+o1)+(s1+d)]-(a+s1)=o1+d,
tehát a táblázat első két sora és oszlopa:
 

a   a+s1   a+2s1   a+3s1   a+4s1   a+o1   a+o1+s1+d   a+o1+2s1+2d   a+o1+3s1+3d   a+o1+4s1+4d   a+2o1   a+2o1+s1+2d   a+3o1   a+3o1+s1+3d   a+4o1   a+4o1+s1+4d   


Ezek szerint a 3‐5. sorok s3, s4, s5 és a 3‐5. oszlopok o3, o4, o5 növekedései, az ott álló első két-két szám alapján
s3=(a+2o1+s1+2d)-(a+2o1)=s1+2d,s4=(a+3o1+s1+3d)-(a+3o1)=s1+3d,s5=(a+4o1+s1+4d)-(a+4o1)=s1+4d,o3=(a+o1+2s1+2d)-(a+2s1)=o1+2d,o4=(a+o1+3s1+3d)-(a+3s1)=o1+3d,o5=(a+o1+4s1+4d)-(a+4s1)=o1+4d,


vagyis bármelyik sor és bármelyik oszlop növekedési számát előre kiszámíthatjuk úgy, hogy d-t megszorozzuk a sor, ill. az oszlop sorszámánál 1-gyel kisebb számmal és ehhez hozzáadjuk az 1. sorbeli, ill. 1. oszlopbeli növekedési számot.
Ennek alapján megmutatjuk, hogy ha a hátralevő mezőket pl. a sorok szerinti tagról tagra ugyanannyival való növekedés követelménye alapján töltjük ki, akkor a beírt számok egyszersmind az oszlopok szerint tagról tagra ugyanannyival való növekedés követelményének is eleget tesznek. Ha ugyanis i és k egymástól függetlenül a 3, 4, 5 számok bármelyikét jelenti, akkor az i-ik sor k-ik száma ‐ az ezen sor első számából a növekedési szám k-1-szeresének hozzáadásával ‐
[a+(i-1)o1]-(k-1)[s1+(i-1)d].(1)
Ez így alakítható:
[a+(k-1)s1]+(i-1)[o1+(k-1)d].
És éppen ezt a számot írnók a k-ik oszlop i-ik mezejére, ha a hátralevő mezőket az oszlopokban tagról tagra ugyanannyival való növekedés követelménye alapján töltenénk ki, ugyanis az első szögletes zárójelben a k-ik oszlop első száma áll, a második szögletes zárójelben pedig a k-ik oszlop növekedése. ‐ Könnyen belátható, hogy az (1) képlet az első két sor és az első két oszlop számait is megadja.
Ezek alapján a, s1, o1 és d értékét abból az egyenletrendszerből számíthatjuk ki, amelyet (1)-ből kapunk, ha i és k helyére rendre egy-egy az ábrába előre beírt szám sorának, ill. oszlopának sorszámát téve a kifejezést egyenlővé tesszük a beírt számmal
i=1  és  k=5-tela+4s1=17,(2)i=2  és  k=2-vela+s1+o1+d=11,(3)i=3  és  k=3-mala+2s1+2o1+4d=21,(4)i=5  és  k=1-gyela+4o1=1.(5)
(2)-ből s1 és (5)-ből o1 kifejezését (4)-be helyettesítve a is kiesik és d=3 adódik. Hasonlóan (3)-ból a+2d=13, így a=7, és tovább s1=2,5, o1=-1,5, megegyezésben a fenti eredménnyel.
 

Megjegyzések. 1. A fentiekből azt is látjuk, hogy 5 soros, 5 oszlopos táblázat helyett akárhány sort és akárhány oszlopot tartalmazó hasonló ábra teljes kitöltéséhez elegendő négy szám megadása, hacsak azok négy független egyenletre vezetnek. A 727. gyakorlat megoldásához többen tévesen megjegyezték, hogy a sorok és oszlopok számát növelve az előre beírt számok számát is növelni kell. ‐ Érkezett olyan megjegyzés is, hogy a táblázat növelhető, de csak négyzet alakban ‐ nyilván ez is téves.
2. Több dolgozat szerint a feladat nem oldható meg. Ezek hallgatólag számon csak természetes számot értettek, de néha ki is mondták ezt. A feladat ilyen korlátozást nem tartalmazott. A negatív számok bevezetése után a csökkenést negatív számmal való növekedésnek is mondhatjuk, ezért a fenti eredményt azon a címen sem lehet elvetni, hogy az első oszlop számai nem növekszenek.
3. Mind a 727., mind az ezen gyakorlatra érkezett dolgozatokban gyakran olvasható ilyesmi: ,,14-es számjegy'', ,,21-es számjegy''. Vigyázzunk a pontos fogalmazásra és ne keverjük össze a rokon fogalmakat.