Có thể ghép các hình vuông loại 3 x 3 và 4 x 4 thành hình vuông kích thước 2014 x 2014 được không? Nếu được thì hãy chỉ ra cách ghép? Nếu không thì giải thích vì sao không được?
2014 cột 2014 dòng
(Bài toán trong đề thi Tìm kiếm tài năng Toán học - Khoa học - Kĩ thuật của Tiểu bang Wisconsin - Hoa Kỳ năm 2013-2014)
Bạn trình bày lời giải đầy đủ vào ô Gửi Ý kiến phía dưới. Năm bạn có lời giải hay và sớm nhất sẽ được cộng/thưởng 1 tháng VIP của Online Math. Đáp án và giải thưởng sẽ được công bố vào Thứ Sáu ngày 22/4/2016. Câu đố tiếp theo sẽ lên mạng vào Thứ Bảy ngày 23/4/2016.
----------------
Tính đến thời điểm trao giải, chưa có bạn nào có đáp án đúng. Nhiều bạn gọi số miếng ghép 3x3 là a và số miếng ghép 4x4 là b và cho rằng 3a + 4b = 2014 là sai vì có những miếng ghép không chạy dọc theo các cạnh. Các bạn có thể tham khảo lời giải đầy đủ dưới đây.
---------------
Xem đáp án
Đáp án:
Câu trả lời là chúng ta không thể ghép các ô vuông 3x3 và 4x4 để được hình vuông 2014x2014.
Vì nếu giả sử ghép được. Sau khi ghép ta tô màu các cột của hình vuông 2014x2014 như sau:
Cột thứ nhất tô màu đỏ; cột thứ hai tô màu xanh, cột thứ ba tô màu vàng, rồi lặp lại các màu này: cột thứ tư màu đỏ, cột thứ năm màu xanh, cột thứ sáu màu vàng, v.v. và cột cuối cùng (cột 2014) là màu đỏ (vì 2014 chia cho 3 dư 1).
Ta thấy số ô màu đỏ nhiều hơn số ô màu xanh là 2014 ô (đúng bằng số ô của cột cuối cùng).
Ta có nhận xét:
- Các ô trên các miếng ghép 3x3 thì có số lượng các màu như nhau (số ô màu đỏ = số ô màu xanh = số ô màu vàng).
- Các ô trên các miếng ghép 4x4 thì có thể có: màu đỏ hơn màu xanh 4 ô hoặc màu đỏ bằng màu xanh hoặc màu đỏ ít hơn màu xanh 4 ô. Có nghĩa là hiệu giữa số ô đỏ và xanh chia hết cho 4.
Từ đó suy ra hiệu số ô màu đỏ và số ô màu xanh trên tất cả các miếng ghép 3x3 và 4x4 đều chia hết cho 4. Điều này mâu thuẫn với số ô màu đỏ nhiều hơn số ô màu xanh là 2014 ô (vì 2014 không chia hết cho 4).
Vậy không thể ghép các hình vuông 3x3 , 4x4 để được hình vuông 2014x2014 được.
