Feladat: 1343. matematika gyakorlat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1971/november, 139 - 140. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Maradékos osztás, Tizes alapú számrendszer, Számjegyekkel kapcsolatos feladatok, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1971/január: 1343. matematika gyakorlat

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

Legyen a keresett négyzetszám számjegyekkel kiírva N2=ABCDE, ahol A>0 és A+B+C+E=2D, tehát D>0. Ezek szerint egyrészt 100<N<317, másrészt mind az öt számjegy összege 3D, így N2 osztható 3-mal. Ekkor maga az N alap is osztható 3-mal és N2 osztható 32=9-cel. Ugyanis négyzetszám törzstényezős alakjában ugyanazok a prímszámok fordulnak elő, mint alapjának felbontásában, éspedig rendre 2-szer akkora kitevővel. Továbbmenve N2-tel együtt számjegyeinek 3D összege is osztható 9-cel, és ezért maga D is osztható 3-mal. Így pedig D a 3, 6 és 9 számjegyek valamelyikével egyenlő.
D szóba jövő értékei mindegyikéhez könnyen megkereshetjük E-nek vele együtt szóba jövő értékeit, annak alapján, hogy minden négyzetszám kétjegyű végződése ‐ mint esetünkben a DE kétjegyű szám ‐ egyenlő a 02, 12,22,...,252 számok kétjegyű végződésének valamelyikével.
Valóban, ha n a 0,1,...,25 alapok bármelyikét jelöli, akkor (50k±n)2 végződése (ahol k egész szám) ugyanaz, mint n2 végződése, mert különbségük

(50k±n)2-n2=100(25k2±kn),
osztható 100-zal, és az (50k±n) alak minden egész számot magában foglal.
Mármost a 02,12,...,252 kétjegyű végződései közül D=3-hoz egyedül DE=36 tartozik hozzá. D=6-hoz DE=61, 64 és 69, végül D=9-hez DE=96.
Nem lehet azonban DE=36, mert így E=6=2D és ez A=B=C=0-ra vezet.
D=6-ra áttérve tekintsük először a DE=69 végződés esetét. Így a 0 és 25 közti alapok közül csak a 13 négyzete végződik, továbbá a fentiek szerint minden 37, 63 és 87 végződésű alap négyzete. Ezek közül csak a 3-mal osztható ‐ vagyis 3-mal osztható számjegyösszegű ‐ és a 100 és 317 közti alapokat kell tovább vizsgálnunk. A 13-as végződést a százas értékű helyen csak a 2 egészítheti ki 3-mal osztható számmá, a 37-est szintén csak a 2, viszont a 63 és 87 elé ‐ amelyek maguk is 3-mal osztható számok ‐ nem írhatunk itt megfelelő számjegyet.
A talált 213 és 237 esetében N2 kezdő jegye A4, így pedig A+B+C+E 13+B+C>2D=12, ezek tehát nem felelnek meg.
Hasonlóan DE=61-et választva, N végződése csak a 19, 31, 69 és 81 számok valamelyike lehet és ismét csak az első kettő egészíthető ki a százas jeggyel föltételeinknek megfelelő számmá: 219-re, ill. 231-re. Az elsővel 2192=47961, nem felel meg, a második viszont megfelelő: 2312=53361.
Ha pedig DE=64-et próbálunk, N-nek 08, 58, 42 és 92 végződési lehetőségei alapján 1082, 2582 és 1922 vizsgálandó meg, közülük csak az első felel meg követelményünknek.
Végül D=9, DE=96 esetén N kétjegyű végződése 14, 36, 64 vagy 86, maga N 114 vagy 264, vagy 186, és az első és utolsó meg is felel.
Mindezek szerint az előírt tulajdonsága a következő négy négyzetszámnak van még: 11664=1082, 12996=1142, 34596=1862, 53361=2312.
 

Megjegyzések. 1. Az utolsó lépésben mellőzött 2642=69696 érdekessége a szimmetria, és hogy benne A+B+C+E=3D.
2. A kétjegyű négyzetvégződésekre tett megállapításunk így is kimondható: ha két egész számot a számvonalon olyan pontpár ábrázol, melyek egymás tükörképei a számvonal valamely 25k alakú számot ábrázoló pontjára nézve, akkor a két szám négyzetének kétjegyű végződése megegyező.
Hasonlóan már az (5k±n)2 négyzetszámok egyjegyű végződése megegyező.