19. Числа и их свойства: Числовые наборы на карточках и досках
Из цифр ${1, 2, 3, 4, 6, 7, 9}$ составляют два числа, используя каждую цифру один раз.
а) Может ли сумма чисел равняться $15\,008?$
б) Может ли сумма чисел равняться $94\,358?$
в) Какое наибольшее значение может принимать сумма таких чисел?
а) Да. Пример:
$$14\,976 + 32 = 15\,008$$
Ответ: да.
б) Нет. Сумма цифр набора: $1+2+3+4+6+7+9=32$. Сумма цифр $94\,358$ равна $29$. Поскольку $32-29=3$ не кратно $9$ (каждый перенос уменьшает сумму цифр на $9$), такой суммы достичь невозможно.
Ответ: нет.
в) Максимальная сумма достигается при:
$$976\,432 + 1 = 976\,433$$
Доказательство:
- Одно число должно быть шестизначным (сумма двух пятизначных $<200\,000$)
- Шестизначное число должно иметь цифры в порядке убывания
- Единицу выгоднее использовать в однозначном числе
Ответ: $976\,433$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) нет;
в) $976\,433$.
На столе лежат три карточки с цифрами. Ваня составляет из них трехзначное число $A$, Петя и Коля — двузначные числа $B$ и $C$ (возможно одинаковые) из двух карточек.
а) Может ли выполняться $A = B + C$ при $A < 150?$
б) Может ли выполняться $A = B + C$, если $B$ и $C$ кратны $3?$
в) Найдите наибольшее возможное значение $A$, удовлетворяющее $A = B + C$.
а) Да. Пример:
- Цифры: $1$, $0$, $9$
- $A = 109$
- $B = 90$, $C = 19$
- $90 + 19 = 109$
Ответ: да.
б) Нет. Обоснование:
- Если $B$ и $C$ кратны $3$, то $A$ должно быть кратно $3$
- Для трехзначного $A$ с цифрами $a$, $b$, $c$:
- Если $B$ и $C$ содержат одну общую цифру (например, $a$), то:
$$A = (10a + b) + (10a + c) = 20a + b + c \neq 100a + 10b + c$$ - Если $B$ и $C$ не содержат общих цифр, то одна цифра $A$ не используется в $B$ и $C$
Ответ: нет.
в) Максимальное $A = 189$. Пример:
- Цифры: $1$, $8$, $9$
- $A = 189$
- $B = 98$, $C = 91$
- $98 + 91 = 189$
Доказательство максимальности:
- Ограничение: $B + C \leq 99 + 99 = 198$
- Для $A \geq 190$ потребовалось бы $B, C \geq 90$, но тогда:
- Либо $B = C = 99$ ⇒ $A = 198$ (но цифры $9$, $9$, $0$ не удовлетворяют условию)
- Либо другие комбинации дают $A < 189$
Ответ: $189$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) нет;
в) $189$.
Дано трехзначное число $A$. Сережа и Коля зачеркивают по одной цифре (возможно одну и ту же), получая двузначные числа $B$ и $C$ соответственно.
а) Может ли выполняться $A = B \cdot C$ при $A > 140?$
б) Может ли выполняться $A = B \cdot C$ при $440 \leq A < 500?$
в) Найдите наибольшее $A < 900$, для которого выполняется $A = B \cdot C$.
а) Да. Пример:
- $A = 150$
- $B = 15$ (зачеркнута последняя цифра)
- $C = 10$ (зачеркнута средняя цифра)
- $15 \times 10 = 150$
Ответ: да.
б) Нет. Обоснование:
Минимальное произведение $B \cdot C$ при зачеркивании цифр:
Если зачеркнуть первую цифру: $B, C \geq 40$
Если оставить первую цифру: $B, C \geq 40$
$40 \times 40 = 1600 > 500 > A$
Ответ: нет.
в) Наибольшее $A = 810$. Пример:
- $A = 810$
- $B = 81$ (зачеркнута последняя цифра)
- $C = 10$ (зачеркнута средняя цифра)
- $81 \times 10 = 810$
Доказательство максимальности:
- Для $A > 810$ ($811-899$):
- Если сохранять цифру $8$: $B, C \geq 80$ ⇒ $B \cdot C \geq 6400 > 900$
- Если не сохранять $8$: $A$ должно быть квадратом ($28^2=784$, $29^2=841$, $30^2=900$), но $841 \neq 41^2$
Ответ: $810$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) нет;
в) $810$.
На доске написано несколько различных натуральных чисел. Дробная часть их среднего арифметического равна $0.32$.
а) Может ли на доске быть меньше $100$ чисел?
б) Может ли на доске быть меньше $20$ чисел?
в) Найдите наименьшее возможное значение среднего арифметического этих чисел.
а) Да, возможно. Например, возьмем $25$ чисел с суммой $333$ (например, числа от $1$ до $24$ и $33$):
$$1 + 2 + \ldots + 24 + 33 = \frac{24 \cdot 25}{2} + 33 = 300 + 33 = 333$$
Среднее:
$$\frac{333}{25} = 13.32$$
Дробная часть равна $0.32$.
Ответ: да.
б) Нет. Пусть среднее равно $x + 0.32$, где $x$ — целое. Тогда сумма чисел:
$$S = n(x + 0.32) = nx + 0.32n$$
Так как $S$ должно быть целым, то $0.32n = \dfrac{8n}{25}$ должно быть целым. Наименьшее $n$, при котором это выполняется — $25$.
Ответ: нет.
в) Минимальное среднее достигается при минимальной сумме чисел. Для $n=25$ минимальная сумма:
$$1 + 2 + \ldots + 25 = \frac{25 \cdot 26}{2} = 325$$
Но нам нужно, чтобы $0.32 \cdot 25 = 8$ добавлялось к целой части. Поэтому:
$$S = 25k + 8$$
Минимальное $k$ равно $13$ (при $k=12$ сумма $325$ слишком мала). Тогда:
$$S = 25 \cdot 13 + 8 = 333$$
Среднее:
$$\frac{333}{25} = 13.32$$
Ответ: $13.32$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) нет;
в) $13.32$.
На доске написано $N$ различных натуральных чисел, каждое $\leq 99$. Для любых двух чисел $a < b$:
- Ни одно число на доске не делится на $b-a$
- Ни одно число не является делителем $b-a$
а) Могут ли на доске быть два числа из ${18,19,20}?$
б) Если среди чисел есть $17$, может ли $N=25?$
в) Найдите максимальное возможное $N$.
а) Проверим пары:
- $20-19=1$: $20$ делится на $1$ → нарушение
- $20-18=2$: $20$ делится на $2$ → нарушение
- $19-18=1$: $19$ делится на $1$ → нарушение
Ответ: нет.
б) По принципу Дирихле среди $25$ чисел найдутся два с одинаковым остатком по модулю $17$. Их разность $d$ кратна $17$. По условию:
- Ни одно число не делится на $d$ (выполнено, так как все числа $\leq 99 < 2\cdot17$)
- Ни одно число не делит $d$ (нарушение, так как $17$ делит $d$)
Ответ: нет.
в) Рассмотрим множество нечетных чисел ${35,37,…,99}$:
- Количество: $33$ числа
- Любая разность $b-a\geq2$ и чётная
- Условия выполняются:
- Все числа нечетные, не делятся на четную разность
- Разности $<65$, а числа $\geq35$, поэтому числа не делят разности
Попытка добавить 34-е число приводит к нарушению условий.
Ответ: $33$.
Итоговые ответы:
а) нет;
б) нет;
в) $33$.