Feladat: Gy.2779 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Rákóczi Bálint 
Füzet: 1992/december, 447 - 449. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Kombinatorikai leszámolási problémák, Négyzetrács geometriája, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1992/május: Gy.2779

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

Legyenek a konvex sokszög csúcsai A(5;0), B(5;5), C(0;5), D, ...; a koordináta-rendszer kezdőpontja pedig O. A feltételeknek eleget tevő sokszögeket csúcsaik száma alapján számoljuk össze.
Háromszög egy van, az ABC. Négyszög A, B, C-től különböző negyedik csúcsa tetszőleges olyan rácspont lehet, amelyik az ACO háromszög belsejében, vagy annak CO vagy OA oldalán van (1. ábra).

 
 

1. ábra
 

Ezeknek a pontoknak a száma 15, tehát ennyi négyszög van. Az ABCDE ötszög akkor felel meg a feltételeknek, ha az E csúcs a CO egyenestől jobbra ‐ az A-t tartalmazó félsíkban ‐ és az AD egyenes alatt ‐ az O-t tartalmazó félsíkban ‐ van. D választásától függően különböző számú ötszöget kapunk, ez látható a 2. ábrán.
 
 

2. ábra
 

Összesen 10+8+4+6+4+2+4+3+2+1=44 jó ötszög van. Ugyanezzel a módszerrel számolhatjuk össze a hatszögeket ‐ 3. ábra ‐, amelyek száma 16.
 
 

3. ábra
 

Hétszögből csak egy ‐ a 4. ábrán látható ‐ létezik, több csúcsú sokszög pedig nem lehet, mert akkor az A, B, C-től különböző legalább 5 csúcs közt vagy lenne kettő, amelyeknek első vagy második koordinátája megegyezik, s így a sokszög nem lenne konvex, vagy pedig lenne három, amelyek egy egyenesen vannak.
 
 

4. ábra
 

Összesen tehát 1+15+44+16+1=77, a feltételeknek eleget tevő sokszög van.
 

Rákóczi Bálint (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn., II. o. t.) dolgozata alapján