Znaleźć wszystkie liczby całkowite dodatnie
dla których kwadrat
złożony z
kwadracików jednostkowych można pokryć
płytkami powstałymi z płytki pokazanej na rysunku przez obrót o kąt
lub
w ten sposób, by płytki nie zachodziły na
siebie.
Rozwiązanie
Odpowiedź: Pokrycie istnieje wtedy i tylko wtedy, gdy
jest
podzielne przez
Przyjmijmy, że kwadrat
udało się
pokryć dostępnymi płytkami. Skoro pole płytki wynosi
to
musi być parzyste, powiedzmy
Rozważmy
kolorowanie naszego kwadratu jak standardowej szachownicy i zauważmy, że
każda płytka jest jednego z dwóch rodzajów: zawiera
czarne pola
lub
czarne pole. Niech liczba płytek pierwszego rodzaju wynosi
a drugiego
Zliczając czarne i białe pola, otrzymujemy
oraz
(dzięki temu, że
jest parzyste, mamy po równo pól czarnych i białych!). Stąd
w szczególności
więc
zatem
jest
parzyste, a
– podzielne przez
Z drugiej strony, łatwo znaleźć pokrycie kwadratu
spełniające
warunki zadania, więc także dowolnego kwadratu
dla
będącego wielokrotnością