Fried Katalin
A KöMaL 74. évfolyam 7. számában jelent meg a B. 5390. feladatnak két szép versenyzői megoldása. A feladat:
B. 5390. Léteznek-e olyan \(\displaystyle a_0\), \(\displaystyle a_1\), \(\displaystyle \ldots\), \(\displaystyle a_{n-1}\) páros egész számok, amelyekre az \(\displaystyle x^n+a_{n-1}x^{n-1}+\ldots+a_1x+a_0\) polinom osztható az \(\displaystyle x^2+x+1\) polinommal?
(3 pont)
Javasolta: Kós Géza (Budapest)
Vagyis – kicsit másképpen fogalmazva – a feladatban arra kerestük a választ, hogy van-e olyan \(\displaystyle s(x)\) polinom, amellyel megszorozva a \(\displaystyle q(x)=x^2+x+1\) polinomot olyan \(\displaystyle p(x)=x^n+a_{n-1}x^{n-1}+\ldots+a_1x+a_0\) (nem azonosan nulla) egész együtthatós polinomot kapunk, amelynek ismeretlen együtthatói páros számok.
Megjegyzés a beküldött megoldásokhoz.
A legtöbb megoldó ,,visszaszorzással'' kereste az \(\displaystyle s(x)\) polinomot – és indirekt úton mutatta meg, hogy ilyen nincs.
Többen viszont polinomosztással oldották meg a feladatot. Mivel a kétféle hozzáállás lényegében ugyanazt a gondolatmenetet követi, ilyen megoldást nem közöltünk, ám a polinomosztásról, illetve a feladat polinomosztással történő megoldásáról érdemes néhány szót ejteni.
A valós együtthatós polinomokra vonatkozó maradékos osztás tétel szerint minden \(\displaystyle p(x)\) és \(\displaystyle q(x)(\not\equiv 0)\) valós együtthatós polinomhoz pontosan egy olyan \(\displaystyle s(x)\) és \(\displaystyle r(x)\) ugyancsak valós együtthatós polinom létezik, amelyekre \(\displaystyle p(x)=q(x)\cdot s(x)+r(x)\), ahol \(\displaystyle r(x)\) vagy az azonosan nulla polinom, vagy alacsonyabb a fokszáma, mint \(\displaystyle q(x)\)-é. (Egy polinom foka a legmagasabb fokú tag kitevője, de az azonosan nulla polinom fokszámát – más konstans polinomok fokszámával ellentétben – a maradékos osztás szemszögéből nem tekintjük 0-nak.)
Esetünkben nem valós, hanem egész együtthatós polinomok körében keressük a hányadost és a maradékot, de – mint hamarosan kiderül – ez nem okoz gondot.
A polinomosztás azon alapul, hogy úgy tekinthetünk egy valós együtthatós polinomra, mintha egy \(\displaystyle x\) alapú számrendszerben felírt ,,szám'' lenne, ahol a ,,számjegyek'' – a polinom együtthatói – tetszőleges valós számok lehetnek. Az eljárás a tízes számrendszerben felírt természetes számok körében már ismert maradékos osztáséhoz hasonlítható, ahol helyiértékcsoportról helyiértékcsoportra haladva keresünk olyan egyjegyű hányadost, hogy a maradék az osztónál kisebb nemnegatív szám legyen. A polinomosztáskor az a cél, hogy minden lépésben a maradék vagy a 0 legyen, vagy a fokszáma kisebb legyen az osztó fokszámánál.
A KöMaL kiadásának, a versenyek teljes lebonyolításának, díjazásának és a díjkiosztóval egybekötött Ifjúsági Ankétok szervezésének költségeit 2007 óta a MATFUND Középiskolai Matematikai és Fizikai Alapítvány fizeti.
Kérjük, személyi jövedelemadója 1%-ának felajánlásával álljon a több, mint 125 éve alapított Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok mellé!
A KöMaL 2022 őszi számaiban Tóthmérész Lilla egy alapos cikksorozatot ([1]) közölt a négyszín-sejtés történetéről, benne kiemelten Alfred Kempe 1879-ben közölt bizonyítási kísérletéről, amelyben Heawood 1890-ben találta csak meg a hibát. A cikkben leírtakat érdemes kiegészíteni azzal, hogy 1880-ban egy másik, rendkívül érdekes bizonyítási kísérlet is történt. Egy Peter Guthrie Tait nevű skót matematikus ugyanis a következő szép állítást bizonyította, mindössze 1 évvel Kempe kísérlete után ...
A KöMaL 2025 szeptemberi számában (Tait tétele és a 3-reguláris gráfok – a B. 5403. feladat háttere) kimondtuk Tait alábbi tételét.
Tétel (Tait tétele). Legyen \(\displaystyle G\) egy 3-reguláris, hídélmentes, síkbarajzolt gráf. Ekkor \(\displaystyle G\) tartományai \(\displaystyle 4\)-színezhetők akkor és csak akkor, ha élei \(\displaystyle 3\)-színezhetők.
A tételben \(\displaystyle k\)-színezésen olyan színezést értünk, amely \(\displaystyle k\)-féle színt használ, és az egymással szomszédos tartományok (illetve élszínezés esetén az egy csúcsban találkozó élek) mindig különböző színűek.
A szeptemberi számba nem került be a tétel bizonyítása (azzal a céllal, hogy akinek van kedve, gondolkodhasson rajta), ezt most pótoljuk.
A cikk egy feladatsorozaton keresztül meséli el, hogyan jött rá a szerző egy Erdős Pálhoz köthető, kisebb állításra. A cikk elsősorban azoknak lehet hasznos, akik már ismernek néhány, a gráfokkal kapcsolatos alapfogalmat – de ennyi elég is, a megértéséhez nincs szükség további gráfelméleti ismeretekre.
Még élénken él bennem az, ahogyan először találkoztam a gráfelmélettel. A Zalaegerszegi Zrínyi Miklós Gimnázium diákjaként néha betévedtem a könyvtárba, és a matekos részlegen nézegettem a könyveket. Ifjú kilencedikesként lenyűgözött a rengeteg könyv számomra érthetetlen címe, és csak reméltem, hogy talán valamikor majd megérthetem őket. Egyszer Andrásfai Béla Ismerkedés a gráfelmélettel című művét emeltem le a polcról, és nézegettem a már tizenöt évvel ezelőtt is nagyon réginek tűnő könyvet. (Az 1971-es kiadással találkoztam.)
