En cada casilla de un tablero de $1000 \times 2024$ está escrito un número y no todos ellos son ceros. Para cada casilla, si $A$ es la suma de todos los números escritos en la fila de la casilla (incluido el número de casilla) y $B$ es la suma de todos los números de la columna de la casilla (incluido el número de la casilla), entonces el número escrito en la casilla es igual al producto $AB$. Hallar la suma de todos los números del tablero y dar un ejemplo de tablero que tenga, en cada fila, todos los números distintos, y en cada columna, todos los números distintos.
Solución. Sea $A_i$ la suma de la fila $i$-ésima y $B_j$ la suma de la columna $j$-ésima. La condición del enunciado es que el elemento $(i,j)$ de la tabla tiene el valor $A_iB_j$. Por lo tanto, si llamamos $S$ a la suma de todos los elementos de la tabla, los elementos de la fila $i$-ésima suman
\begin{align*}
A_i=A_iB_1+A_iB_2+\ldots+A_{i}B_{2024}=A_i(B_1+B_2+\ldots+B_{2024})=A_iS,
\end{align*}
ya que la suma de todos los $B_j$ es igual $S$. Si $S\neq 1$, entonces tendríamos que $A_i=0$ y esto valdría para cualquier fila, luego el número $A_iB_j$ en la casilla $(i,j)$ sería cero, en contra de lo que dice el enunciado. Deducimos entonces que $S=1$ (por ejemplo, esto se cumple si todos los elementos son iguales e iguales a $\frac{1}{2024000}$). Esto responde a la primera pregunta del enunciado.
Sin embargo, tenemos que encontrar un ejemplo en el que no haya filas ni columnas constantes para responder a la segunda parte. Para ello, inspirados por lo anterior, consideraremos $1000$ números diferentes $u_1,\ldots, u_{1000}$ cuya suma sea $1$ y $2024$ números diferentes $v_1,\ldots, v_{2024}$ cuya suma también sea $1$ y pondremos en la casilla de coordenadas $(i,j)$ el número $u_iv_j$. En este caso, la fila $i$-ésima y la columna $j$-ésima suman respectivamente
\begin{align*}
A_i&=u_iv_1+u_iv_2+\ldots u_iv_{2024}=u_i(v_1+\ldots+v_{2024})=u_i,\\
B_j&=u_1v_j+u_2v_j+\ldots u_{1000}v_{j}=(u_1+\ldots+v_{1000})v_j=v_j,
\end{align*}
luego $A_iB_j=u_iv_j$ es el elemento colocado en la casilla $(i,j)$.