Matematika pro poučení i pro zábavu

Nedělejte si starosti ohledně vašich potíží v matematice. Můžu vás ujistit, že ty moje jsou ještě větší.
Albert Einstein v dopise středoškolačce Barbaře Lee Wilsonové 7. 1. 1943

Matematika je krásná: Co bylo pravda včera, je pravda i dnes.
Jaroslav Kurzweil při převzetí České hlavy v r. 2006

Popularizační přednášky Zábavné úlohy Trojrozměrný kalendář na rok 2020 Česká digitální matematická knihovna Další odkazy

Úlohy pro zábavu i pro poučení

Počítání vlasů v Zapadlé Lhotě

V jedné z úloh jsme "počítali" vlasy Pražanů. V Zapadlé Lhotě je trochu složitější situace.
  1. Žádní dva obyvatelé Zapadlé Lhoty nemají na hlavě přesně stejný počet vlasů.
  2. Počet obyvatel Zapadlé Lhoty je větší než počet vlasů na hlavě kteréhokoli z jejích obyvatel.
  3. Žádný z obyvatel Zapadlé Lhoty nemá na hlavě přesně $99$ vlasů.
Jaký je největší možný počet obyvatel Zapadlé Lhoty? Je někdo v Zapadlé Lhotě holohlavý?

Řešení

Správná odpověď je $99$. Označme $n$ počet obyvatel Zapadlé Lhoty. Podle druhé podmínky nikdo z nich nemá na hlavě víc než $n-1$ vlasů. Podle první podmínky má každý obyvatel jiný počet vlasů. Celých čísel od $0$ do $n-1$ je přesně $n$, každé z nich tedy musí odpovídat počtu vlasů některého z obyvatel. Kdyby tedy $n$ bylo větší než $99$, některé z čísel od $0$ do $n-1$ by muselo být $99$, což vylučuje třetí podmínka. Nemůže tedy být $n>99$. A protože pro navzájem různé počty vlasů $n$ obyvatel potřebujeme $n$ různých celých čísel menších než $n$, nemůžeme z nich vynechat nulu. Jeden z obyvatel Zapadlé Lhoty je tedy holohlavý.