Feladat: N.127 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Braun Gábor ,  Frenkel Péter ,  Kutalik Zoltán ,  Lippner Gábor ,  Pap Gyula ,  Terpai Tamás ,  Zubcsek Péter Pál 
Füzet: 1997/május, 294 - 295. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Konstruktív megoldási módszer, Nehéz feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1997/január: N.127

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

A lehetséges összegek (0, ±1, ±2, ..., ±n) száma 2n+1. Ezek közül 2n szerepel a sor- és oszlopösszegek között, tehát pontosan egy nem szerepel. Legyen a hiányzó összeg h. Az egyszerűség kedvéért szükség esetén soroljuk a 0-t a pozitív, illetve a negatív összegek közé úgy, hogy a táblázatban fellépő pozitív és negatív összegek száma egyaránt n legyen.
Legyen a pozitív oszlopösszegek száma k; ekkor a negatív oszlopösszegek száma n-k, a negatív sorösszegek száma k, és a pozitív oszlopösszegek száma n-k.
Definiáljuk az S összeget a következőképpen: adjuk össze a táblázat pozitív összegű oszlopaiban álló elemeket, adjuk hozzá a pozitív összegű sorok elemeit, vonjuk ki a negatív összegű oszlopok elemeit, majd a negatív összegű sorok elemeit. Ezzel valójában a sor- és oszlopösszegek abszolútértékét adtuk össze, tehát S=2(1+2+...+n)-|h|.
Az S definíciójában kétszer számoltuk azokat az elemeket, amelyek pozitív összegű sorban és oszlopban szerepelnek (ez összesen k(n-k) elem), kétszer vontuk ki azokat, amelyek negatív összegű sorokban és oszlopokban szerepelnek (szintén k(n-k) elem), a többi elemet egyszer hozzáadtuk, egyszer kivontuk. Emiatt S4k(n-k), és

4k(n-k)S=2(1+2+...+n)-|h|n(n+1)-n=n2,
a jobb oldalra rendezve 0(n-2k)2. Ez csak n=2k esetén teljesülhet, tehát n nem lehet páratlan.
 
Megjegyzés. Páros n-re a táblázat mindig kitölthető a feltételnek megfelelően, például az ábra szerint.
 
  0    +1    +1    ...    +1    +1    +1    +1    ...    +1    -1    0    +1    ...    +1    +1    +1    +1    ...    +1    -1    -1    0    ...    +1    +1    +1    +1    ...    +1                                            -1    -1    -1    ...    0    +1    +1    +1    ...    +1    -1    -1    -1    ...    -1    +1    +1    +1    ...    +1    -1    -1    -1    ...    -1    -1    +1    +1    ...    +1    -1    -1    -1    ...    -1    -1    -1    +1    ...    +1                                            -1    -1    -1    ...    -1    -1    -1    -1    ...    +1