Feladat: 934. matematika gyakorlat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Horváth Sándor ,  Szalay Sándor 
Füzet: 1965/május, 216 - 217. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Irányított gráfok, Háromszögek nevezetes tételei, Mértani helyek, Síkgeometriai számítások trigonometria nélkül háromszögekben, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1964/október: 934. matematika gyakorlat

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

I. megoldás. Megmutatjuk, hogy a feltevések miatt egy városba sem repülhetett 5-nél több repülőgép. Legyen V olyan város, ahol legalább két repülőgép szállt le, és két ilyen gép felszállási városa V1, V2. Ekkor V1V<V1V2, és V2V<V2V1, vagyis a VV1V2Δ legnagyobb oldala V1V2, ezért legnagyobb szöge V-nél van, és a másik két szög határozottan kisebb ennél. Így a mondott szög nagyobb 60-nál. (Akkor is fennáll V1VV2>60, ha városok nem alkotnak háromszöget, egy egyenesen vannak, mert ekkor V csak a V1V2 szakasz belső pontja lehet.)
Indexezzük most azokat a V1,V2,... városokat, ahonnét a repülőgép V-be repült, abban a sorrendben, amelyben egy a V-ből kiinduló félegyenes áthalad rajtuk, miközben egy tetszés szerinti (pl. keletre mutató) helyzetéből kiindulva egyszeri körülfordulás után ugyanoda visszatér. Ekkor a V1VV2,V2VV3,V3VV4, ... szögtartományok egyikében sincs további megjelölt város, valamint abban sincs, amelyet a legnagyobb indexű város átlépése után V1 átlépéséig súrol a félegyenes.
Mint láttuk, mindegyik ilyen szög nagyobb 60-nál (lehet köztük 180-nál nagyobb is), összegük 360, így számuk kisebb a 360/60 hányadosnál, 6-nál. Ezt akartuk bizonyítani.

 
Szalay Sándor (Debrecen, Kossuth L. gyak. g. II. o. t.)
 

 
 

II. megoldás. Legyen V1 olyan város, ahonnét V-be repült át a gép. Ekkor a V1 körül V1V sugárral írt k kör belsejében nincs város ‐ és a kerületén is V az egyetlen. A VV1 szakasz f felező merőlegesén nincs város, az ettől V1 felé eső oldalon levő városokból pedig vagy V1-ben, vagy annál is közelebbi városban szálltak le a gépek. Ezek szerint bármely olyan további gép, amely V-ben szállt le, csak az ábra vonalkázott síkrészében szállhatott fel. k és f metszéspontjait M-mel, M'-vel jelölve V1VM=V1VM'=60, ezért a VV1 félegyenest akár M, akár M' felé forgatva csak 60-nál nagyobb forgás után találhatunk olyan várost, amelynek gépe V-ben szállt le.
Ebből az I. megoldás módján továbbhaladva fejezhetjük be a bizonyítást.
 
Horváth Sándor (Budapest, I. István g. I. o. t.)