Logika

Gyakorló feladatok korábbi emelt szintű érettségik feladatsoraiból

A Logika az emelt szintű matematika érettségi egyik ritkább, de elméleti szempontból rendkívűl fontos témaköre. Ezen az oldalon részletesen levezetett feladatok segítségével gyakorolhatsz! Méghozzá az összes eddigi emelt érettségi feladat segítségével, mely matematikai logikát kért számon.

2026. május • 6. feladat
16 pont
A $G$ halmaz a kilencpontú, összefüggő, egyszerű gráfok halmaza. A következő állítás a $G$ elemeire vonatkozik:
Ha egy (kilencpontú, összefüggő, egyszerű) gráfban minden pont fokszáma legalább 2, akkor a gráfban van kör.
a
Döntse el, hogy az állítás igaz vagy hamis! Válaszát indokolja!
3 pont
b
Fogalmazza meg az állítás megfordítását a $G$ elemeire vonatkozóan, és döntse el a megfordított állításról, hogy igaz vagy hamis! Válaszát indokolja!
3 pont
Egy iskolai tollaslabda-bajnokságban 9 versenyző indult, köztük Balázs és Attila. A bajnokságban – valamikor a tanév során – bármely két versenyző pontosan egyszer játszik egymás ellen. Január végéig 23 mérkőzésre került sor.
c
Lehetséges-e, hogy Balázs és Attila január végéig még csak az egymás elleni mérkőzésüket játszották le?
4 pont
A 9 versenyző közül hárman balkezesek. A bajnokság összes mérkőzése közül véletlenszerűen kiválasztunk 23-at.
d
Igaz-e, hogy $\frac{1}{30}$-nál kisebb annak a valószínűsége, hogy a kiválasztott 23 mérkőzés között nincs olyan, amelyen két balkezes játszik egymás ellen?
6 pont

a) Az állítás igaz.
Ha egy összefüggő gráfban nincs kör, akkor az a gráf egy fagráf. Minden fagráfnak azonban van legalább két elsőfokú (1-es fokszámú) pontja (levele). Mivel a feladat feltétele szerint minden pont fokszáma legalább 2, a gráf nem lehet fagráf, így az összefüggőség miatt biztosan tartalmaz kört.

b) A megfordítás: Ha egy (kilencpontú, összefüggő, egyszerű) gráfban van kör, akkor minden pontjának fokszáma legalább 2.
Ez az állítás hamis. Készíthetünk például egy olyan gráfot, amelyben egy 3 hosszú körből indul ki egy "lánc" (út), amelynek a legutolsó pontja elsőfokú. Ebben a gráfban van kör, mégis létezik benne 1-es fokszámú pont.

c) Tegyük fel, hogy Balázs és Attila eddig csak egymással játszott, tehát a többi 7 versenyző egyikükkel sem mérkőzött meg.
Ebben az esetben a többi 7 játékos egymás között játszhatta le az összes eddigi mérkőzést. 7 játékos összes lehetséges egymás elleni meccsének száma legfeljebb $\binom{7}{2} = 21$.
Ezzel és Balázsék egyetlen meccsével együtt a bajnokságban legfeljebb $21 + 1 = 22$ mérkőzésre kerülhetett volna sor.
Mivel azonban már 23 mérkőzés lement, a feltételezésünk ellentmondásra vezetett. Így nem lehetséges, hogy még csak egymás ellen játszottak.

d) A bajnokságban összesen $\binom{9}{2} = 36$ mérkőzés van.
Ezekből a 3 balkezes egymás közötti mérkőzéseinek száma $\binom{3}{2} = 3$. Ezek a nem kívánt (balkezes a balkezes ellen) események.
Azt akarjuk, hogy a kiválasztott 23 mérkőzés mindegyike a maradék $36 - 3 = 33$ meccs közül kerüljön ki. A kedvező esetek száma tehát $\binom{33}{23}$.
A keresett valószínűség: $$ P = \frac{\binom{33}{23}}{\binom{36}{23}} = \frac{ \frac{33!}{23!10!} }{ \frac{36!}{23!13!} } = \frac{13 \cdot 12 \cdot 11}{36 \cdot 35 \cdot 34} = \frac{1716}{42840} \approx \mathbf{0,04006} $$ Mivel $\frac{1}{30} \approx 0,0333$, ezért a vizsgált valószínűség nem kisebb $\frac{1}{30}$-nál. Tehát az állítás nem igaz.

2025. május • 9. feladat
16 pont
Melyik az a legnagyobb természetes szám, amelyre az alábbi négy tulajdonságból pontosan három teljesül?
(1) Húszjegyű.
(2) 20-szal osztható.
(3) Számjegyeinek összege 20.
(4) Számjegyeinek szorzata 20.
a
Határozza meg ezt a számot, és válaszát indokolja!
4 pont
Legyen a $H$ alaphalmaz a húszjegyű pozitív egész számok halmaza, az $A$ halmaz pedig a 7-es számjegyet tartalmazó húszjegyű pozitív egész számok halmaza.
b
Melyik a nagyobb: $|A|$ vagy $|\overline{A}|$? (Ahol $\overline{A}$ az $A$ halmaz $H$-ra vonatkozó komplementere, a $|...|$ pedig a halmaz elemszámát jelöli.)
5 pont
Az $n$ jegyű pozitív egészek közül egyet véletlenszerűen kiválasztva 0,99-nél nagyobb annak a valószínűsége, hogy a kiválasztott szám tartalmaz 7-es számjegyet.
c
Határozza meg $n$ lehetséges értékeit!
7 pont

a) A (2)-es és (4)-es állítás kölcsönösen kizárja egymást, mert ha egy szám 20-szal osztható, akkor az utolsó számjegye feltétlenül 0. Ekkor viszont a számjegyeinek a szorzata is 0 kell legyen, tehát a szorzat nem lehet 20. Ezért a 4 állításból pont hármat úgy lehet teljesíteni, hogy az egyik kimarad az 1. és a 3. feltétel mellett.

Mivel a lehető legnagyobb számot keressük, fontos, hogy minél több számjegyből álljon, azaz a (1)-es (húszjegyű) állításnak mindenképpen igaznak kell lennie.

Ha a (4)-es (szorzat 20) is teljesülne a (3) mellett, akkor a számnak nem lehet 0 számjegye, így legalább húsz darab 1-essel kellene kezdeni, amivel máris betelne a 20-as összeg (csupa 1-es esetén azonban a szorzat csak 1 marad). A szorzat így nem lehet 20 a többi feltétel mellett, így a (4)-es a hamis állítás.

Tehát az első 3 feltételnek (1, 2, 3) kell teljesülnie. Azaz: húszjegyű, osztható 20-szal, és az összege 20. A legnagyobb számot úgy kapjuk, ha a legnagyobb számjegyeket írjuk a legnagyobb helyi értékekre, a végén pedig a 20-szal való oszthatóság miatt biztosan két nulla ("00") szerepel. Két darab kilencest kezdésre bevetve az eddigi összeg 18. A maradék 2-t a harmadik helyre tehetjük (992...). A többi pedig nulla.

Így a keresett legnagyobb szám: 99200000000000000000 (992 után tizenhét darab 0).


b) A komplementer módszert alkalmazva könnyebb meghatározni azokat a számokat, amik egyáltalán nem tartalmaznak 7-est, vagyis a $|\overline{A}|$ halmaz elemeit.

A húszjegyű szám első helyére a 0 nem állhat (mert akkor nem lenne 20 jegyű), valamint a feltétel szerint 7-es sem állhat. Tehát 8-féle számjegy választható az első helyre. A maradék 19 helyiértékre már a 0 választható, így ott helyenként 9-féle opció áll rendelkezésre.

$$ |\overline{A}| = 8 \cdot 9^{19} \approx 1,08 \cdot 10^{19} $$

Az összes húszjegyű szám száma ($|H|$): az első helyre 9-féle számjegy kerülhet, a többi 19 helyre pedig mind a 10 számjegy bevethető:

$$ |H| = 9 \cdot 10^{19} = 90 \cdot 10^{18} $$

A 7-est tartalmazó számok száma ($|A|$) a kettő különbsége:

$$ |A| = |H| - |\overline{A}| = 9 \cdot 10^{19} - 8 \cdot 9^{19} $$

Könnyen belátható, hogy az $1,08 \cdot 10^{19}$ megközelítőleg az egytizede csupán a $9 \cdot 10^{19}$ esetnek, ezért $|A| > |\overline{A}|$, azaz a 7-est tartalmazó számokból lényegesen több van.


c) A komplementer módszerrel fejezzük ki a valószínűséget:

$$ P(\text{van benne 7-es}) = 1 - P(\text{nincs benne 7-es}) $$ $$ P(\text{van benne 7-es}) = 1 - \frac{8 \cdot 9^{n-1}}{9 \cdot 10^{n-1}} $$

A feladat szerint ennek a valószínűségnek 0,99-nél nagyobbnak kell lennie:

$$ 1 - \frac{8}{9} \cdot \left(\frac{9}{10}\right)^{n-1} > 0,99 $$

Rendezzük az egyenlőtlenséget:

$$ 0,01 > \frac{8}{9} \cdot 0,9^{n-1} $$

Szorozzuk meg az egyenletet $\frac{9}{8}$-dal (ami 1,125):

$$ 0,01125 > 0,9^{n-1} $$

Mindkét oldal 10-es alapú logaritmusát véve (a $\log 0,9$ negatív volta miatt a reláció megfordul az osztáskor):

$$ \lg(0,01125) > (n-1) \cdot \lg(0,9) $$ $$ n - 1 > \frac{\lg(0,01125)}{\lg(0,9)} \approx 42,59 $$ $$ n > 43,59 $$

Mivel $n$ pozitív egész szám (a számjegyek darabszáma), így $n \ge 44$. Tehát a szám legalább 44 jegyű kell legyen a kívánt valószínűség eléréséhez.

2023. október • 6. feladat
16 pont
Egy hatfős baráti társaság, Attila, Boróka, Csaba, Dóra, Emil és Fanni három csapatot alkot. Mindhárom csapat 2 tagú, és mind a hatan pontosan egy csapatnak lesznek a tagjai.
a
Igazolja, hogy 15 különböző lehetőség van a három csapat kialakítására!
(Két lehetőség különböző, ha van olyan tag, akinek az egyik esetben más a csapattársa, mint a másikban.)
5 pont
b
Ha véletlenszerűen (például sorsolással) hozzák létre a három csapatot, akkor mennyi a valószínűsége annak, hogy mindhárom csapatba egy fiú és egy lány kerül?
4 pont
Végül Attila Borókával, Csaba Dórával, Emil pedig Fannival került egy csapatba. A három csapat tagjai egyéni asztalitenisz-mérkőzéseket játszanak. Mindhárom csapat mindkét tagja egyszer játszik a másik két csapat mindkét tagjával. (Az egy csapatba tartozók nem játszanak egymás ellen.) Az egyes mérkőzéseket egymás után bonyolítják le. Az egyik mérkőzés után Attila megfigyelte, hogy a többi öt játékos mind különböző számú mérkőzést játszott eddig.
c
Hány mérkőzést játszott eddig Boróka?
7 pont

a) Válasszunk a hat fős társaságból elsőként egy tetszőleges embert. Neki pontosan 5-féleképpen választhatunk csapattársat. Ezzel az első csapat összeállt. A maradék 4 emberből ismét kiválasztva valakit, neki 3-féleképpen választhatunk csapattársat. A megmaradó utolsó két ember alkotja a harmadik csapatot (itt már csak 1 lehetőség van).
Mivel ezek a választások függetlenek és nem számít a csapatok sorrendje, a lehetséges elosztások száma: \( 5 \cdot 3 \cdot 1 = \mathbf{15} \).
(Másik formális megoldással: \( \frac{\binom{6}{2} \cdot \binom{4}{2} \cdot \binom{2}{2}}{3!} = 15 \).)

b) Ha mindhárom csapatba egy fiú és egy lány kerül, akkor gyakorlatilag minden fiúhoz pontosan egy lányt párosítunk. A három fiú (Attila, Csaba, Emil) és a három lány (Boróka, Dóra, Fanni) párosításainak száma megegyezik a lányok lehetséges sorrendjeinek permutációjával, ami \( 3! = 6 \) féleképpen lehetséges.
A kérdezett valószínűség így a kedvező és az összes esetek hányadosa: $$ P = \frac{6}{15} = \mathbf{0,4} \text{ (vagy 40%)} $$

c) A mérkőzések száma egy csapaton belül senkinek sem lehet egyenlő a sajátján kívül a többiekével. Mivel senki nem játszott a saját csapattársa ellen, a lehetséges maximális mérkőzések száma egy embernél 4. Emiatt a többiek 5 különböző mérkőzésszámának pontosan a \( \{0, 1, 2, 3, 4\} \) halmaznak kell lennie.
Aki 4-et játszott, az mindenki mással játszott (kivéve a csapattársát), így a többi 4 ember már játszott legalább egyet. Tehát csak a csapattársa játszhatott 0 mérkőzést. Így a 4-et és a 0-t játszó játékosok egy csapatban vannak.
Ugyanezzel a gondolatmenettel a 3-at és az 1-et játszó játékos is egy csapatot alkotnak.
A fennmaradó harmadik csapat mindkét tagja így pontosan 2 mérkőzést játszott. Mivel a 6 játékos közül csak két játékosnak azonos a mérkőzésszáma, és ők egy csapatban vannak, ez csak Attila és Boróka csapata lehet.
Tehát Boróka pontosan 2 mérkőzést játszott eddig.

2023. május • 2. feladat
12 pont
Európában az autók üzemanyag-fogyasztását \( \frac{\text{liter}}{100\text{ km}} \) mértékegységben szokás megadni. (Például a \( 8 \frac{\text{liter}}{100\text{ km}} \) azt jelenti, hogy az autó 100 kilométerenként átlagosan 8 liter üzemanyagot fogyaszt.)

Az Egyesült Államokban viszont \( \frac{\text{mérföld}}{\text{gallon}} \) mértékegységben adják meg a fogyasztást. (Például a \( 20 \frac{\text{mérföld}}{\text{gallon}} \) azt jelenti, hogy 1 gallon üzemanyaggal átlagosan 20 mérföldet tudunk megtenni.)

Az Egyesült Államokban a 2020-ban gyártott autók átlagfogyasztása \( 25{,}4 \frac{\text{mérföld}}{\text{gallon}} \) volt.
a
Fejezze ki ezt a fogyasztást \( \frac{\text{liter}}{100\text{ km}} \)-ben! Válaszát 1 tizedesjegyre kerekítve adja meg! (1 gallon \( \approx \) 3,79 liter, és 1 mérföld \( \approx \) 1,61 km.)
4 pont
A 2022. július 1-jétől Magyarországon kiadott gépjárműrendszámok formátuma a következő:
  • Összetétele: 4 betű a latin ábécéből, majd 3 számjegy. (A latin ábécé 26 betűből áll, melyek közül 5 magánhangzó és 21 mássalhangzó.)
  • Az első két betűből vagy mindkettő magánhangzó, vagy mindkettő mássalhangzó, de az első betűpár nem lehet CS, GY, LY, NY, SZ, TY, ZS.
  • A harmadik és negyedik betű tetszőleges lehet.
  • A három számjegy mindegyike tetszőleges lehet, de 000-ra nem végződhet rendszám.
H DZ AB-066
b
Hány különböző, a fenti szabályok mindegyikének megfelelő rendszám készíthető?
6 pont
c
Jelölje meg annak az állításnak a betűjelét, amely tagadása a következő állításnak: „Bármely két magyar rendszám különböző.”
A) Minden magyar rendszám egyforma.
B) Van pontosan két egyforma magyar rendszám.
C) Van legalább két egyforma magyar rendszám.
D) Nincs két egyforma magyar rendszám.
2 pont

a) 1 gallon üzemanyaggal \( 25{,}4 \) mérföld, azaz \( 25{,}4 \cdot 1{,}61 \approx 40{,}89 \) km tehető meg.
Ezért 100 km megtételéhez \( \frac{100}{40{,}89} \approx 2{,}45 \) gallon üzemanyag szükséges.
Ez literben kifejezve: \( 2{,}45 \cdot 3{,}79 \approx 9{,}29 \) liter.
Tehát a kért kerekítéssel \( 9{,}3 \) liter/100 km az átlagfogyasztás.

b) Ha a rendszám két magánhangzóval kezdődik: \( 5 \cdot 5 = 25 \) eset lehetséges.
Ha a rendszám két mássalhangzóval kezdődik (az összes elvileg lehetséges esetből a felsorolt nem előforduló esetek számát kivonva): \( 21 \cdot 21 - 7 = 434 \) eset.
Ez összesen \( 25 + 434 = 459 \) lehetőség az első két betűre.
A rendszám további része (két tetszőleges betű és három számjegy, ami nem 000) \( 26 \cdot 26 \cdot 999 = 675\,324 \)-féleképpen folytatható.
Összesen: \( 459 \cdot 675\,324 = \) \( 309\,973\,716 \) rendszám felel meg a feltételeknek.

c) A „bármely két...” (azaz minden pár) állítás tagadása az, hogy létezik legalább egy olyan pár, amelyre nem igaz (azaz egyformák).
A helyes válasz a C (Van legalább két egyforma magyar rendszám).

2018. május • 8. feladat
16 pont
a
Döntse el, hogy igaz-e a következő kijelentés! Válaszát indokolja!
Van olyan \( G_1 \), illetve \( G_2 \) fagráf, amelyre igaz, hogy a \( G_2 \) csúcsainak száma kétszerese a \( G_1 \) csúcsai számának, és a \( G_2 \) éleinek száma is kétszerese a \( G_1 \) élei számának. (A fagráfnak van legalább egy csúcsa.)
3 pont
Az A, B, C, D, E, F kereskedőcégek mindegyike mind az öt másik céggel kötött egy-egy üzletet az előző hónapban (bármelyik két cég között pontosan egy üzletkötés jött létre). Az ellenőrző hatóság véletlenszerűen kiválaszt a hat cég előző havi (egymás közötti) üzletkötései közül négyet, és azokat ellenőrzi.
b
Mekkora annak a valószínűsége, hogy az A vagy a B cég üzletkötései közül is ellenőriznek legalább egyet?
6 pont
Az egyik cég azzal bízott meg egy reklámügynökséget, hogy tervezzen egy nagy méretű, függőlegesen leomló hirdetővásznat a budapesti Lánchíd fő tartóláncának egy részére.
A híd két támpillérének PV távolsága kb. 200 méter. A fő tartólánc alakja jó közelítéssel egy olyan (függőleges síkú) parabolának az íve, amelynek a tengelypontja a PV felezőpontja (U), a tengelye pedig a PV felezőmerőlegese. A lánc tartópillérnél becsült legnagyobb magassága PQ = 16 méter, a vászon tervezett szélessége PS = 50 méter. A tervek szerint a QR íven felfüggesztett hirdetővászon az ábrán sötétített PQRS területet fedi majd be (RS merőleges PS-re). V U S P Q R
c
Hány m² területű vászon beszerzésére lesz szükség, ha a rögzítések miatt 8% veszteséggel számol a tervező?
7 pont

a) Az állítás hamis. Egy \( n \) csúcsú fagráf éleinek száma mindig \( n-1 \).
Jelölje \( G_1 \) csúcsainak számát \( n \). Ekkor \( G_1 \) éleinek száma \( n-1 \). A feladat feltétele szerint \( G_2 \) csúcsainak száma \( 2n \), ami miatt a \( G_2 \) éleinek száma (fagráf lévén) \( 2n - 1 \). Ugyanakkor az állítás megköveteli, hogy \( G_2 \) éleinek száma a \( G_1 \) élei számának a kétszerese is legyen: \( 2(n-1) = 2n - 2 \). Mivel a \( 2n - 1 = 2n - 2 \) egyenlet ellentmondás, így ilyen fagráfok nem léteznek.

b) A 6 cég közötti összes üzletkötések száma megegyezik egy 6 csúcsú teljes gráf éleinek számával: \( \binom{6}{2} = 15 \).
Ebből 4 üzletkötést \( \binom{15}{4} = 1365 \)-féleképpen választhatunk ki.
A legalább egyet ellenőriznek típusú kérdéseknél érdemes a komplementer eseményt vizsgálni: sem az A, sem a B cég egyetlen üzletkötését sem ellenőrzik. Ekkor csak a C, D, E, F cégek egymás közti üzletkötéseiből választanak. A 4 maradék cég között az üzletkötések száma \( \binom{4}{2} = 6 \). A hatból a 4 ellenőrzött üzletet \( \binom{6}{4} = 15 \)-féleképpen választhatják ki.
A komplementer esemény valószínűsége \( \frac{15}{1365} = \frac{1}{91} \). A keresett esemény valószínűsége így: $$ P = 1 - \frac{1}{91} = \mathbf{\frac{90}{91}} \approx 0,989 $$

c) Helyezzük koordináta-rendszerbe a tartóláncot leíró parabolát úgy, hogy a tengelypontja az origóban (\( U(0; 0) \)) legyen. Ekkor a \( P \) pont \( x \)-koordinátája a feléből \( 100 \), így a \( Q \) pont \( Q(100; 16) \). A parabola egyenlete \( y = a x^2 \) alakú. A \( Q \) pont behelyettesítésével: $$ 16 = a \cdot 100^2 \implies a = \frac{16}{10000} = \frac{1}{625} \implies y = \frac{x^2}{625} $$ A \( PS \) szakasz \( 50 \) m hosszú, tehát az \( S \) pont \( x \)-koordinátája \( 100 - 50 = 50 \). A \( PQRS \) terület megegyezik a görbe alatti területtel az \( [50; 100] \) intervallumon, amit határozott integrállal számolhatunk ki: $$ T = \int_{50}^{100} \frac{x^2}{625} \, dx = \left[ \frac{x^3}{1875} \right]_{50}^{100} = \frac{1000000 - 125000}{1875} = \frac{875000}{1875} \approx 466,67 \text{ m}^2 $$ Mivel 8% veszteséggel számol a tervező, a megrendelt vászon csupán 92%-a lesz a fedésre képes tiszta felület. A szükséges megrendelt terület így: $$ T_{\text{rendelt}} = \frac{466,67}{0,92} \approx \mathbf{507 \text{ m}^2} $$ (Az 508 m² is teljesen elfogadható kerekítés.)

2014. május • 8. feladat
16 pont
a
Egy \( ABCD \) négyzet \( A \) csúcsa a koordinátarendszer \( y \) tengelyére, szomszédos \( B \) csúcsa pedig a koordinátarendszer \( x \) tengelyére illeszkedik.
Bizonyítsa be, hogy a négyzet \( K \) középpontjának koordinátái vagy egyenlők, vagy egymás ellentettjei!
8 pont
b
Egy ilyen négyzet középpontja a \( (7; 7) \) pont. A négyzet oldala 10 egység hosszú.
Számítsa ki a négyzet koordinátatengelyekre illeszkedő két csúcsának koordinátáit!
8 pont

a) Legyen az \( A \) csúcs koordinátája \( A(0; a) \), a \( B \) csúcsé pedig \( B(b; 0) \), ahol \( a^2 + b^2 \ne 0 \). Ekkor az \( \overrightarrow{AB} \) vektor koordinátái: \( (b; -a) \).

Mivel a négyzet szomszédos oldalai merőlegesek egymásra és egyenlő hosszúak, a \( \overrightarrow{BC} \) vektor az \( \overrightarrow{AB} \) vektor \( +90^\circ \)-os vagy \( -90^\circ \)-os elforgatottja. Így a \( \overrightarrow{BC} \) vektor koordinátái \( (a; b) \) vagy \( (-a; -b) \) lehetnek.

A négyzet \( C \) csúcsának helyvektora \( \mathbf{c} = \mathbf{b} + \overrightarrow{BC} \), azaz a \( C \) csúcs koordinátái: 1. esetben: \( C_1(b + a; 0 + b) = (a + b; b) \) 2. esetben: \( C_2(b - a; 0 - b) = (b - a; -b) \)

A négyzet \( K \) középpontja az \( AC \) átló felezőpontja. Ennek koordinátái: 1. esetben: \( K_1 \left( \frac{0 + (a + b)}{2}; \frac{a + b}{2} \right) = \left( \frac{a + b}{2}; \frac{a + b}{2} \right) \) 2. esetben: \( K_2 \left( \frac{0 + (b - a)}{2}; \frac{a - b}{2} \right) = \left( \frac{b - a}{2}; \frac{a - b}{2} \right) \)

Látható, hogy az első esetben a \( K \) középpont koordinátái egyenlők, a második esetben pedig egymás ellentettjei (\( \frac{b-a}{2} = - \frac{a-b}{2} \)). Ezt kellett bizonyítani.

b) Mivel a négyzet középpontja a \( (7; 7) \) pont, az a) feladatrész alapján a két koordináta egyenlő, így az első esettel van dolgunk: $$ \frac{a + b}{2} = 7 \implies a + b = 14 \implies a = 14 - b $$ A négyzet oldala 10 egység hosszú, tehát az \( AB \) szakasz hossza is 10: $$ \sqrt{(b - 0)^2 + (0 - a)^2} = 10 \implies a^2 + b^2 = 100 $$ Helyettesítsük be \( a \)-t: $$ (14 - b)^2 + b^2 = 100 \implies 196 - 28b + 2b^2 = 100 \implies 2b^2 - 28b + 96 = 0 $$ Kettővel osztva: \( b^2 - 14b + 48 = 0 \). Ebből a másodfokú egyenletből: $$ b_1 = 6 \quad \text{és} \quad b_2 = 8 $$ A hozzájuk tartozó \( a \) értékek: \( a_1 = 8 \) és \( a_2 = 6 \).

Tehát két ilyen négyzet van, a koordinátatengelyekre illeszkedő két csúcsuk: \( A_1(0; 8) \) és \( B_1(6; 0) \), illetve \( A_2(0; 6) \) és \( B_2(8; 0) \).

2013. május • 3. feladat
13 pont
Tekintsük a következő, egyszerű gráfokra vonatkozó állítást:
Ha a gráf minden pontjának fokszáma legalább 2, akkor a gráf biztosan összefüggő.
a
Döntse el, hogy igaz vagy hamis az állítás! Válaszát indokolja!
2 pont
b
Fogalmazza meg az állítás megfordítását! Döntse el, hogy igaz vagy hamis az állítás megfordítása! Válaszát indokolja!
4 pont
c
Tekintsük a következő halmazokat:
\( P = \{ \text{összefüggő gráfok} \} \), \( Q = \{ \text{egyszerű gráfok} \} \), \( R = \{ \text{kört tartalmazó gráfok} \} \).
1. A B C D E F 2. A B C D E F 3. A B C D E F 4. A B C D E F 5. A B C D E F
P Q R
Helyezze el a fenti gráfok sorszámát a halmazábrában a megfelelő helyre!
4 pont
d
Rajzoljon egy 6 pontú fagráfot, és helyezze el ennek a sorszámát is a halmazábrában a megfelelő helyre!
3 pont

a) Az állítás hamis.
Ellenpélda: egy 6 pontú gráf, amely két diszjunkt körből (pl. két különálló háromszögből) áll. Ebben minden pont fokszáma 2, de a gráf nem összefüggő.

b) A megfordítás: Ha a gráf összefüggő, akkor minden pontjának fokszáma legalább 2.
Ez az állítás is hamis.
Ellenpélda: bármely véges fa (pl. egy 3 pontból álló út, vagyis láncgráf), amely összefüggő, de vannak elsőfokú pontjai (levelei).

c) A megadott gráfok sorszámait a halmazok definíciói alapján, a megfelelő metszetekbe kell beírni a Venn-diagramba. (A sorszámok elhelyezése a gráfok tulajdonságai alapján történt).

P Q R 1 2 3, 5 4

d) Egy tetszőleges 6 pontú fa rajzolása a feladat. Mivel a fák összefüggő, de kört nem tartalmazó egyszerű gráfok, így ezt a gráfot a \( (P \cap Q) \setminus R \) halmazrészbe kell elhelyezni.

6. P Q R 1 2 3, 5 4 6
2012. október • 9. feladat
16 pont
a
A következő két állításról döntse el, hogy igaz vagy hamis. Válaszait indokolja!
(1) Van olyan ötpontú egyszerű gráf, amelynek 11 éle van.
(2) Ha egy ötpontú egyszerű gráf minden csúcsa legalább harmadfokú, akkor biztosan van negyedfokú csúcsa is.
6 pont
b
Az A, B, C, D és E pontok egy ötpontú teljes gráf csúcsai. A gráf élei közül véletlenszerűen beszínezünk hatot. Mekkora a valószínűsége annak, hogy az A, B, C, D, E pontokból és a színezett élekből álló gráf nem lesz összefüggő?
10 pont

a)
(1) Az állítás hamis. Egy ötpontú egyszerű gráf éleinek maximális száma akkor van, ha a gráf egy teljes gráf. A teljes gráf éleinek száma: \( \binom{5}{2} = 10 \), vagyis nem létezik 11 élű ötpontú egyszerű gráf.
(2) Az állítás igaz. Tételezzük fel az ellenkezőjét, hogy a feltétel teljesülése mellett nincs negyedfokú csúcs. (Az ötödiknél nagyobb fokszám az ötpontú egyszerű gráfban lehetetlen.) Ez azt jelenti, hogy minden egyes csúcs pontosan harmadfokú lenne. Ekkor a fokszámok összege \( 5 \cdot 3 = 15 \). Azonban bármely gráfban a fokszámok összege mindig páros (hiszen minden élet két csúcsnál számolunk a fokszámokhoz), ez a páratlan összeg lehetetlen. Biztosan lennie kell legalább egy negyedfokú csúcsnak.

b) Az ötpontú teljes gráfnak 10 éle van. Véletlenszerűen beszínezünk ezekből 6 élt. Az összes lehetséges élkiválasztás (színezés) száma: $$ \binom{10}{6} = 210 $$

Keressük azon esetek számát, amikor a színezett 6 él nem alkot összefüggő gráfot. Egy ötpontú nem összefüggő gráf legalább két komponenst tartalmaz. A maximális élszámot a különböző pontelosztású komponensek adhatják, vizsgáljuk meg az eseteket:
- Ha a komponensek 3 és 2 pontosak: A két részben lévő maximális élszám egy-egy teljes gráfként \( \binom{3}{2} + \binom{2}{2} = 3 + 1 = 4 \) lehetne. Így ez nem tartalmazhat 6 élt.
- Ha a komponensek 4 és 1 pontosak: A 4 pontos komponens egy 4 pontú teljes gráf, aminek az élszáma \( \binom{4}{2} = 6 \). A magányos csúcs izolált pont, nincs rajta él. Tehát pont be lehet színezni azt a 6 élt úgy, hogy egy K_4 gráfot kapjunk.

Csak az utóbbi eset megfelelő a 6 színezett él felosztására. Egy izolált pont kiválasztására \( \binom{5}{1} = 5 \) lehetőség van, ami a fennmaradó 4 ponthoz tartozó 6 élt egyértelműen kijelöli. A megfelelő színezések száma így 5 darab.
A valószínűség tehát: $$ P = \frac{5}{210} = \frac{1}{42} \approx \mathbf{0,0238} $$

2012. május • 6. feladat
16 pont
Egy középiskolai évfolyam kézilabda házibajnokságán az $A, B, C, D, E$ és $F$ osztály egy-egy csapattal vett részt.
a
Hányféle sorrendben végezhettek az osztályok a bajnokságon, ha tudjuk, hogy holtverseny nem volt, és valamilyen sorrendben az $A$ és a $B$ osztály végzett az első két helyen, a $D$ osztály pedig nem lett utolsó?
4 pont
b
Hányféle sorrendben végezhettek az osztályok a bajnokságon, ha tudjuk, hogy holtverseny nem volt, és az $E$ osztály megelőzte az $F$ osztályt?
4 pont
A bajnokságon mindenki mindenkivel egyszer játszott, a győzelemért 2, a döntetlenért 1, a vereségért 0 pont járt. Végül az osztályok sorrendje $A, B, C, D, E, F$ lett, az elért pontszámaik pedig rendre 8, 7, 6, 5, 4 és 0. Tudjuk, hogy a mérkőzéseknek éppen a harmada végződött döntetlenre, és a második helyezett $B$ osztály legyőzte a bajnok $A$ osztályt.
c
Mutassa meg, hogy a $B$ és a $D$ osztály közötti mérkőzés döntetlenre végződött!
8 pont

a) Az $A$ és $B$ osztályok sorrendje az első két helyen kétféleképpen alakulhatott ($2! = 2$). A fennmaradó négy helyen a $C, D, E, F$ osztályok $4!$-féleképpen ($24$) végezhetnének. Ezek közül nem megfelelő, amikor $D$ az utolsó; ez az eset $3!$-féleképpen ($6$) fordulhat elő. A különböző megfelelő lehetőségek száma tehát: $$ 2 \cdot (4! - 3!) = 2 \cdot (24 - 6) = \mathbf{36} $$

b) Az összes lehetséges sorrend száma $6! = 720$. Mivel minden elrendezésnek megvan a párja, ahol az $E$ és az $F$ osztály helyet cserél, az esetek pontosan felében előzi meg $E$ az $F$-et. A megfelelő esetek száma: $$ \frac{6!}{2} = \mathbf{360} $$

c) A mérkőzések száma összesen $\binom{6}{2} = 15$. Ennek harmada, vagyis 5 mérkőzés végződött döntetlennel.

Az $A$ csapatnak 8 pontja van. Mivel $B$-től kikapott, a hátralévő 4 meccsét meg kellett nyernie, így $A$-nak nem volt döntetlenje.
Az $F$ csapat 0 pontos, vagyis minden meccsét elvesztette; tehát $F$-nek sem volt döntetlenje.

Ez azt jelenti, hogy az 5 döntetlen teljes egészében a $B, C, D, E$ csapatok egymás elleni találkozóin született. Ez a négy csapat egymás ellen $\binom{4}{2} = 6$ mérkőzést játszott. Mivel ebből a 6 mérkőzésből 5 döntetlen, csupán egyetlen mérkőzés dőlt el győzelemmel ezen a csoporton belül.

Nézzük a $B$ csapat pontjait! A 7 pontból $A$ legyőzéséért 2-t, $F$ legyőzéséért 2-t kapott. Maradt 3 pontja, amit a $C, D, E$ ellen szerzett (3 mérkőzésen).
Ha a csoporton belüli 6 meccsből 5 döntetlen, akkor $B$-nek is legalább 2 döntetlenje kell, hogy legyen. Ha nyert volna a harmadik meccsen, akkor 4 pontot szerezne tőlük (és összesen 8 lenne). Így $B$ mindhárom belső meccsén döntetlent játszott, tehát a $B-C$, $B-D$ és $B-E$ mérkőzések mind döntetlenek voltak.

Tehát a $B$ és a $D$ osztály közötti mérkőzés valóban döntetlenre végződött.

A B C D E F Pont
A B A A A A 8
B B dönt. dönt. dönt. B 7
C A dönt. dönt. C C 6
D A dönt. dönt. dönt. D 5
(A cellák a mérkőzés győztesét, vagy a döntetlen eredményt mutatják.)
2006. október • 7. feladat
16 pont
Egy húrnégyszög három szögéről tudjuk, hogy mértékük aránya 7 : 6 : 8.
a
Mekkorák a húrnégyszög szögei?
13 pont
Matematika órán, miután minden diák megoldotta a feladatot, három tanuló a következőket állította:
Zsófi: A húrnégyszög minden szöge egész szám.
Peti: A húrnégyszögnek van derékszöge.
Kata: A húrnégyszög egyik szöge 110°-nál is nagyobb.
b
A három tanuló állítása közül melyik igaz a feltételnek megfelelő húrnégyszögre?
3 pont

a) A húrnégyszög alapvető tulajdonsága, hogy a szemközti szögeinek összege \( 180^\circ \). A feladatban megadott három szög aránya \( \alpha : \beta : \gamma = 7 : 6 : 8 \). Ezek közül valamelyik kettő a négyszög egymással szemben fekvő szögpárja lehet, így három esetet különböztethetünk meg:

Eset Egyenlet a szemközti szögekre \(\alpha\) \(\beta\) \(\gamma\) Negyedik szög (\(\delta\))
1. \( 7x + 8x = 180^\circ \implies x = 12^\circ \) \( 84^\circ \) \( 72^\circ \) \( 96^\circ \) \( 180^\circ - 72^\circ = \mathbf{108^\circ} \)
2. \( 6y + 8y = 180^\circ \implies y = \frac{90^\circ}{7} \) \( \approx 90^\circ \) \( \approx 77,1^\circ \) \( \approx 102,9^\circ \) \( 180^\circ - 90^\circ = \mathbf{90^\circ} \)
3. \( 7z + 6z = 180^\circ \implies z = \frac{180^\circ}{13} \) \( \approx 96,9^\circ \) \( \approx 83,1^\circ \) \( \approx 110,8^\circ \) \( 180^\circ - 110,8^\circ = \mathbf{\approx 69,2^\circ} \)

Tehát a szögek pontos értékei:
1. esetben: 84°, 72°, 96°, 108°
2. esetben: \(\frac{540^\circ}{7}\), \(\frac{720^\circ}{7}\), 90°, 90°
3. esetben: \(\frac{1080^\circ}{13}\), \(\frac{1440^\circ}{13}\), \(\frac{1260^\circ}{13}\), \(\frac{900^\circ}{13}\)

b) A felírt eseteket átvizsgálva:
Zsófi állítása az 1. esetre igaz.
Peti állítása a 2. esetre igaz (két szöge is derékszög).
Kata állítása a 3. esetre igaz (\( 1440/13 \approx 110,77^\circ > 110^\circ \)).
Viszont nincs egy olyan egyedi négyszög sem a három lehetőség közül, amire egyszerre mindhárom diák állítása érvényes lenne. A probléma feltételeinek az 1., 2. és 3. típusú húrnégyszögek mindegyike megfelel, így mindhárom állítás lehet igaz, de egyszerre nem igazak.

2005. május • 2. feladat
13 pont
a
Döntse el, hogy az alábbi négy állítás közül melyik igaz és melyik hamis!
  • A: Egy 6 pontot tartalmazó teljes gráfnak 15 éle van.
  • B: Ha egy teljes gráfnak páros számú éle van, akkor a pontok száma is páros.
  • C: Ha egy 51 pontú gráfban nincs kör, akkor legfeljebb 50 éle lehet.
  • D: Nincs olyan 6 pontú gráf, amelyben a fokszámok összege 11.
4 pont
b
Ha valaki sohasem hallott a gráfokról, és mégis válaszol fenti kérdésekre, akkor mekkora valószínűséggel lesz helyes mind a négy válasza?
3 pont
c
Tagadja az alábbi mondatot:
„Nincs olyan szerelem, aki el nem múlik.” (Népdalgyűjtés)
3 pont
d
Fogalmazzon meg egy olyan szöveges feladatot, amelynek a megoldása így számítható ki: \( \binom{17}{2} \).
3 pont

a) Az állítások logikai értékei:

A B C D
igaz hamis igaz igaz

b) Összesen \( 2^4 = 16 \)-féle kitöltés lehetséges. Ezek közül csak 1 helyes.
Így a valószínűség: \( \frac{1}{16} = 0,0625 \).

c) A tagadás: „Van olyan szerelem, amelyik (aki) nem múlik el.”

d) Egy lehetséges feladat: „Hány egyenest határoz meg a sík 17 pontja, ha nincs közöttük három egy egyenesre illeszkedő?”
(Bármilyen hasonló, ismétlés nélküli kombinációra utaló feladat elfogadható, pl. „17 fős bajnokságban hány mérkőzést játszanak, ha mindenki játszik mindenkivel?”)