Feladat: Gy.3260 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Ambrus Gergely ,  Andrássy Zoltán ,  Babos Attila ,  Cserneneszky András ,  Csikvári Péter ,  Deli Lajos ,  Dunai Gábor ,  Gerencsér Balázs ,  Harangi Viktor ,  Horváth Illés ,  Kovács Erika Renáta ,  Kunszenti-Kovács Dávid ,  Pallos Péter ,  Reviczky Ádám ,  Simon Győző ,  Somogyi Dávid ,  Szebenyi Zoltán ,  Varjú Péter 
Füzet: 1999/december, 527 - 528. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Koordináta-geometria, Négyzetrács geometriája, Forgatva nyújtás, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1999/február: Gy.3260

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

Alkalmazzuk a síkra az origó középpontú, 45-os, 2 arányú forgatva nyújtást. Ekkor a rácspontok átmennek a ,,fehér'' rácspontokba, ha sakktáblaszerűen színezzük őket, és az origó színe fehér; a négyzet pedig tengelypárhuzamossá válik. Lehet-e egy tengelypárhuzamos négyzetben pontosan 7 db fehér rácspont?
Egy tengelypárhuzamos négyzetben a rácspontok téglalapszerűen helyezkednek el.
1. eset. A téglalap egyik oldalának hossza páros: 2k×l; ekkor kl darab fehér rácspont van benne. Ha kl=7, akkor a téglalap csak 14×1-es vagy 7×2-es lehet. Ha egy tengelypárhuzamos téglalap belsejében a rácspontok 14×1 alakban helyezkednek el, akkor a téglalap a, b oldalaira: 14<a16 és 0<b2, így biztosan ab, tehát a téglalap nem négyzet. Ugyanígy kezelhető a 7×2-es eset is.
2. eset. A négyzetben a rácspontok (2k+1)×(2l+1) alakban helyezkednek el. Ha n=(2k+1)(2l+1), akkor a téglalapban vagy n+12 vagy n-12 fehér rácspont található. Ez csak úgy lehet 7, ha n=13 vagy 15; így a rácspontok elrendezése a négyzetben a következő lehet: 1×13, 1×15, 3×5. Mindhárom eset a fentiekhez hasonlóan kizárható.
A feladat kérdésére adott válasz tehát: nem lehetséges.

 
Megjegyzés. Varjú Péter (Szeged, Radnóti M. Gimn., 10. o.t.) megmutatta, hogy akkor lenne igenlő a válasz, ha a feladatban a 7 helyett 2k(k+1), k(2k+1), 2k2, (k+1)(2k+1) vagy (k+1)2+k2 alakú szám szerepelne; a 7 nem ilyen alakú.