Zoznam úloh

4. Kde Mám Stráže? $\left(\kappa \le 2\right)$

Zadanie

Mita Li sa chystala na svoju druhú prácičku v priebehu niekoľkých dní. Opäť mala zasahovať v paláci Al-Gebry, opäť mala svoj čin hodiť na Kombistan, a opäť bol cieľom kráľ. Vyčkala na vhodnú príležitosť, keď bol In Te sám v miestnosti, nečujne sa zaňho prikradla a rozohnala sa vlajkou Kombistanu.

Pán Švarc tiež vedel, že v komnate má byť kráľ In Te sám. Hneď, ako sa pred ním otvorili dvere, zúrivo sa vrhol na prvú postavu, ktorú zbadal.

In Temu ešte hodnú chvíľu trvalo, kým sa zorientoval v situácii. Nevedel sa odpútať od svojich troch myšlienok, reprezentovaných reálnymi číslami $x,y,z$, ktoré mu celé popoludnie vŕtali v hlave. Tieto myšlienky mali záhadnú vlastnosť: ak ľubovoľné číslo z trojice pričítame k súčinu zvyšných dvoch, tak vždy sa dostaneme k rovnakému výsledku, a to k číslu $2$. Nájdite všetky trojice $(x,y,z)$ s touto vlastnosťou a ukážte, že žiadne ďalšie nie sú.

Opravovatelia

Mati [email protected]

Začnime tým, že si zadanie prepíšeme do série rovností $$\begin{align} x+yz&=2,\ y+zx&=2,\ z+xy&=2. \end{align}$$ Odrátaním druhej rovnice od prvej a úpravou dostávame $$\begin{align} x-y+yz-zx&=0,\nonumber\ x-y-z(x-y)&=0,\nonumber\ (1-z)(x-y)&=0.\tag{1}\end{align}$$ Veľmi podobne dostaneme odčítaním zvyšných dvojíc rovníc vzťahy $$\begin{align} (1-x)(y-z)&=0,\tag{2}\ (1-y)(z-x)&=0.\tag{3}\end{align}$$ Teraz stačí už iba preskúmať pár možností. Z rovnice (1) vidíme, že v akomkoľvek riešení $z=1$ alebo $x=y$.

Ak $z=1$, potom z (2) vidíme, že $x$ alebo $y$ je tiež $1$, bez ujmy na všeobecnosti nech to je $x$. Avšak zo zadania vieme, že $$y+zx=y+1\cdot1=2,$$ z čoho dostávame, že $y=1$. Takže ak $z=1$, tak sú už všetky čísla rovnaké, a to $1$. Vďaka symetrii problému však v skutočnosti platí, že ak ľubovoľné z daných čísel už je $1$, tak všetky sú $1$.

Uvážme ešte prípad, že žiadne z čísel nie je $1$, potom sa už nutne musia všetky rovnať. Dostávame preto $$\begin{align} x^2+x-2&=0,\ (x+2)(x-1)&=0.\end{align}$$ Existuje teda ešte jedna trojica riešení, a to, že všetky tri čísla sú $-2$.

Pre odovzdávanie sa musíš prihlásiť.
Trojsten

Korešpondenčný matematický seminár zastrešuje občianske združenie Trojsten.

Kontakt
Ďalšie projekty