Feladat: 1953. évi Kürschák matematikaverseny 1. feladata Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Bártfai Pál ,  Pergel József ,  Sóti Ferenc ,  Surányi Péter ,  Vigassy József ,  Zawadovski Alfréd 
Füzet: 1954/március, 65. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Természetes számok, Kombinatorikai leszámolási problémák, Kürschák József (korábban Eötvös Loránd)
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1954/január: 1953. évi Kürschák matematikaverseny 1. feladata

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

I. megoldás. Tegyük fel, hogy nincs a két sorozatnak egy-egy, egymást n-re kiegészítő eleme. Ebben az esetben, ha az első sorozat elemei a1, a2, ..., ak, a második sorozatban az n-a1, n-a2, ..., n-ak számok nem szerepelhetnek. Az 1, 2, ..., n-1 számok közül e k darab számot elhagyva n-k-1 darab szám marad. A második sorozatban csak ezek szerepelhetnek. A két sorozat elemeinek együttes száma tehát legfeljebb k+(n-k-1)=n-1.
Mivel azonban az elemek együttes száma legalább n, feltevésünk lehetetlen, azaz a feladat állítása helyes.

 

II. megoldás. Alkossunk egy újabb sorozatot azokból a számokból, amelyek a második sorozat elemeit n-re egészítik ki. Ebben szerepelnie kell az első sorozat valamelyik elemének, mert e két sorozatnak együttesen ugyancsak legalább n eleme van, az 1, 2, ..., n-1 számokból pedig nem lehet n különbözőt kiválasztani. Az első sorozatnak így megtalált eleme n-re egészíti ki a második sorozatnak egy elemét.
 

Megjegyzések: 1. A közölt két megoldás lényegében azonos gondolatra épül. Egybevetésük mégis tanulságos lehet.
2. Fel lehet vetni a kérdést, hogy ha nem két, hanem s sorozat szerepel, mekkorának kell akkor lennie együttes elemszámuknak ahhoz, hagy bizonyosan legyen közöttük két sorozatnak egy-egy olyan eleme, melyeknek összege n. Ez a minimális elemszám n+(s-2)m, ahol m az n2-nél kisebb egész számok legnagyobbikát jelenti. Ennek bizonyítását az olvasóra hagyjuk.