Feladat: Gy.3211 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Erdei Zsuzsa ,  Gerencsér Balázs ,  Illés Balázs ,  Papp Dávid 
Füzet: 1998/december, 535 - 536. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Síkgeometriai bizonyítások, Koordináta-geometria, Téglalapok, Indirekt bizonyítási mód, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1998/május: Gy.3211

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

A feladat állítását indirekt úton igazoljuk. Tegyük fel, hogy nincs két olyan téglalap, amelyek közül az egyik tartalmazza a másikat. Megmutatjuk, hogy ez esetben a téglalapok száma csak véges lehet, ami ellentmondás.
A feltételekből következik, hogy a téglalapok az első síknegyedben helyezkednek el. Tekintsük azt a téglalapot, amelyikben az origóval szemközti csúcs x koordinátája a legkisebb. (Ilyen biztosan létezik, mert pozitív egészekből álló halmazban mindig van legkisebb elem.) Két ilyen téglalap nem létezhet, mert akkor egyikük tartalmazná a másikat, és ez ellentmond indirekt feltevésünknek. Hasonlóan kiválasztható egyetlen olyan téglalap, amelyben az origóval átellenes csúcs y koordinátája minimális. Ábránkon ennek a két téglalapnak az origóval szemközti csúcsát A(a;b), illetve B(c;d)-vel jelöltük. Ha volna olyan téglalap, amelyben az origóval szemközti csúcs y koordinátája legalább b, akkor az tartalmazná az A csúcsú téglalapot, de ez feltevésünk miatt nem lehetséges. Hasonlóan nem lesz olyan téglalap sem, ahol az origóval szemközti csúcs x koordinátája legalább c. A többi téglalap origóval szemközti csúcsa tehát csak a bevonalkázott nyitott téglalaplemezen lehet, ami véges sok eset. Ez ellentmondás, amiből következik a feladat állítása.

 Illés Balázs (Jászberény, Liska J. Erősáramú Szki. és Gimn., 10. o.t.)
 
 Papp Dávid (Budapest, Szent István Gimn., 10. o.t.)

 
Megjegyzések. Erdei Zsuzsa (Hajduszoboszló, Hőgyes E. Gimn., 8. o.t.) és Gerencsér Balázs (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn., 8. o.t.) a következőket állapítja meg:
1. A feladat állítása akkor is igaz, ha a téglalapok origóval szemközti csúcsának koordinátái tetszőleges egészek.
2. Ha az origóval szemközti csúcs koordinátáinak legalább egyike racionális szám is lehet, akkor a feladat állítása már nem igaz. Tekintsük az x1x (x>0) függvény grafikonjának pozitív egész abszcisszájú pontjait. Ezek a pontok legyenek az origóval szemközti téglalapcsúcsok. Így végtelen sok téglalapot helyeztünk el, és nincs két olyan, amelyek közül az egyik tartalmazná a másikat.