MathLabs

第1問

素因数が全て3以下である相異なる9個の整数からなる集合を SS とする。SS は積が完全立方となる相異なる3整数を含むことを証明せよ。
ステップ 5/6: 異なる行と列の3箱を見つける
9 elements in a 3×3 array ⟹three occupied boxes with distinct rows and columns9\text{ elements in a }3\times3\text{ array }\Longrightarrow\text{three occupied boxes with distinct rows and columns}
詳しい解説

9要素が各箱高々2個なので、少なくとも5箱が占有される。どの行・列も3箱全てを含まないため、3×3配列の初等的議論から、行も列も相異なる3つの占有箱が得られる。各箱から1要素を選ぶと型 (i1,j1),(i2,j2),(i3,j3)(i_1,j_1),(i_2,j_2),(i_3,j_3) で、両座標集合が {0,1,2}\{0,1,2\} となり、和は (0,0)(0,0) である。