A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. I. megoldás. Ha a pontok száma legfeljebb négy, akkor a feladat állítása azonnal adódik. Tegyük fel, hogy , és az állítás nem igaz. Válasszunk egy olyan egyenest, amelyre az adott pontok közül legalább három, , és is illeszkedik. Feltevésünk szerint legfeljebb pontot tartalmaz, ezért az pont közül választhatunk két olyat, -t és -t, amelyek nincsenek rajta -n. A egyenesnek legfeljebb egy közös pontja van -vel, ezért feltehető, hogy sem , sem nincs rajta a egyenesen. Ekkor viszont az pontnégyes közül nem tudunk kiválasztani három kollineárisat, mert bármely hármat választjuk, azok közt szerepel vagy az , vagy a pár, ezen párok bármelyikének összekötő egyenese viszont a másik pár egyik pontját sem tartalmazza. Tehát feltevésünkből ellentmondást kaptunk, azaz a pontok közül legalább kollineáris.
II. megoldás. Az állítást szerinti teljes indukcióval bizonyítjuk. Ha , akkor az állítás nyilvánvaló. Tegyük fel, hogy , és pont esetén az állítást már beláttuk. Hagyjuk el a ponthalmaz egyik pontját. A fennmaradó elemű ponthalmazra a feltételek teljesülnek, tehát az indukciós feltevés alapján található benne egy elemű részhalmaz, melynek pontjai egy egyenesre esnek. Hagyjuk el most az eredeti ponthalmazból -nak egy pontját. Az így kapott elemű ponthalmazban is található egy elemű részhalmaz, melynek pontjai egy egyenesre esnek. Mivel , a halmaz legalább elemű. Megmutatjuk, hogy ennek pontjai egy egyenesre esnek. Mivel , azért biztosan tartalmaz egy pontot. Tegyük fel, hogy -nek nincs több pontja. Ekkor miatt létezik négy pont, és , melyek közül semelyik három nem esik egy egyenesre. Ez azonban ellentmond a feltételeknek, tehát legalább két pontból áll. Legyen a két különböző pontjának összekötő egyenese. Mivel pontjai is és pontjai is kollineárisak, uniójuk minden pontja rajta kell hogy legyen az egyenesen. Tehát az állítás pontú halmazra is igaz, s ezzel a teljes indukciós bizonyítást befejeztük. |