A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Jelöljük a kocka lapjain keletkező összegek értékét -sel, és képzeletben duplázzuk meg az élekre írt számokat: az élekhez csatlakozó mindkét lapra írjuk fel az élekhez rendelt számok egy-egy példányát. Válasszuk ki a kocka valamelyik párhuzamos él-négyesét, és tartsuk úgy a kockát, hogy a választott élek függőlegesek legyenek. Szorozzuk meg a két vízszintes lapon levő számokat -gyel, s ezután adjuk össze a kockán levő számot. Az összegezést kétféle sorrendben végezhetjük el: ha először a lapokon összegezzük a számokat, a vízszintes lapokon -et, a függőlegeseken -et kapunk, a teljes összeg tehát . Ha viszont először az élek mentén adjuk össze a számokat, a vízszintes élekhez írt számok,,kiesnek'', hiszen a hozzájuk csatlakozó vízszintes és függőleges lapokon álló számok egymás -szeresei. A függőleges élek mentén minden számot kétszer kell vennünk, tehát a teljes összeg a függőleges élekhez rendelt négy szám összegének a kétszerese. Ezzel beláttuk, hogy , azaz , amint ezt bizonyítanunk kellett.
Hasonlóan láthatjuk be a feladat második állítását is. Térjünk vissza az eredeti számokhoz, majd szorozzuk meg a kocka választott csúcsához csatlakozó lapokon levő számokat -gyel. A teljes összeg most először a lapokon összegezve -nak adódik. Az éleken összegezve a választott csúcshoz csatlakozó éleken a számok -szeresét, a szemközti csúcshoz csatlakozó éleken a számok -szeresét kapjuk, a többi él mentén pedig minden számot egyszer -gyel, egyszer -gyel szorozva kell az összegbe belevennünk, ezek a számok tehát kiesnek. A teljes összeg fele tehát a két szemközti csúcshoz tartozó összegek különbsége. Mivel a teljes összeg , ezek az összegek egyenlőek, ezzel a második állítást is bebizonyítottuk.
Megjegyzés. Nem vizsgáltuk, vajon lehetséges-e a számoknak a fenti módon való felírása, pedig az ilyen ‐ ún. egzisztencia- (létezési) kérdést tulajdonképpen minden olyan esetben föl kell vetni, ami a megszokottól többé-kevésbé eltér. Gyorsan megnyugtathatjuk magunkat: lehetséges a felírás mindjárt úgy, hogy mindegyik élre ugyanazt a számot írjuk. Az ilyen ‐ ún. triviális ‐ megoldás viszont nem,,érdekes''. Valamivel érdekesebb, ha kiindulásul az alapélekre váltakozva -t és -t írunk és az oldalélek közül háromra -et ‐ evvel a fentiek szerint a hátralevő öt él száma is meg van határozva ‐ de a második tulajdonság teljesülése még így is triviális: mindegyik csúcsba egy -s, egy -es és egy -es él fut be. |