19. Числа и их свойства: свойства чисел
Дано трехзначное натуральное число (число не может начинаться с нуля), не кратное $100.$
а) Может ли частное этого числа и суммы его цифр быть равным $90?$
б) Может ли частное этого числа и суммы его цифр быть равным $88?$
в) Какое наибольшее натуральное значение может иметь частное данного числа и суммы его цифр?
Пусть данное число равно $\overline{abc} = 100a + 10b + c$, где $a$, $b$ и $c$ — цифры сотен, десятков и единиц соответственно $(a \in {1, 2, \ldots, 9}$, $b, c \in {0, 1, \ldots, 9}$, причем $b$ и $c$ не равны нулю одновременно, так как число не кратно $100).$
Если частное числа и суммы его цифр равно $k$, то выполняется равенство:
$$100a + 10b + c = k(a + b + c).$$
а) Рассмотрим случай $k = 90$:$$100a + 10b + c = 90(a + b + c),$$ $$10a = 80b + 89c.$$
При $c = 0$ и $b = 1$:$$10a = 80 \implies a = 8.$$
Получаем число $810$. Проверим:$$\frac{810}{8 + 1 + 0} = 90.$$
Ответ: да.
б) Рассмотрим случай $k = 88$:$$100a + 10b + c = 88(a + b + c),$$ $$12a = 78b + 87c,$$ $$4a = 26b + 29c.$$
Попробуем $b = 0$, $c = 1$:$$4a = 29 \implies a = 7.25 \quad \text{(не целое)}.$$
Попробуем $b = 1$, $c = 0$:$$4a = 26 \implies a = 6.5 \quad \text{(не целое)}.$$
Ответ: нет.
в) Найдем наибольшее возможное значение $k$.
Из уравнения:$$k = \frac{100a + 10b + c}{a + b + c},$$
максимальное $k$ достигается при минимальной сумме цифр.
Для числа $910$:$$k = \frac{910}{9 + 1 + 0} = 91.$$
Проверим другие варианты:
- Для $900$ (кратно $100$) — не подходит.
- Для $909$: $k = \dfrac{909}{18} = 50.5$.
- Для $910$ дает максимальное целое $k = 91$.
Ответ: $91$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) нет;
в) $91$.
Даны натуральные числа $ a, b, c $ и $ d ,$ удовлетворяющие условию $ a > b > c > d .$
а) Найдите числа $ a, b, c $ и $ d ,$ если $ a + b + c + d = 15 $ и $ a^2-b^2 + c^2-d^2 = 27 .$
б) Может ли быть $ a + b + c + d = 19 $ и $ a^2-b^2 + c^2-d^2 = 19 ?$
в) Пусть $ a + b + c + d = 1000 $ и $ a^2-b^2 + c^2-d^2 = 1000 .$ Найдите количество возможных значений числа $ a .$
а) Имеем систему уравнений:$$\begin{cases}a + b + c + d = 15 \\ a^2-b^2 + c^2-d^2 = 27 \end{cases}$$
Преобразуем второе уравнение:$$(a-b)(a + b) + (c-d)(c + d) = 27$$
Выразим из первого уравнения $ c + d = 15-(a + b) $ и подставим:$$(a-b)(a + b) + (c-d)(15-a-b) = 27$$
Рассмотрим возможные случаи:
- Пусть $ a = b + 1 ,$ тогда:$$(2b + 1) + (c-d)(14-2b) = 27$$
Это уравнение не имеет натуральных решений. - Пусть $ c = d + 1 ,$ тогда:
$$(a-b)(a + b) + (1)(15-a-b) = 27$$
Решая, получаем $ a = 7 ,$ $ b = 5 ,$ $ c = 2 ,$ $ d = 1 .$
Ответ: $ a = 7 ,$ $ b = 5 ,$ $ c = 2 ,$ $ d = 1 .$
б) Рассмотрим систему:
$$\begin{cases}a + b + c + d = 19 \\ a^2-b^2 + c^2-d^2 = 19\end{cases}$$
Преобразуем второе уравнение:$$(a-b)(a + b) + (c-d)(c + d) = a + b + c + d$$
Это возможно только при $ a = b + 1 $ и $ c = d + 1 .$ Тогда:$$2b + 2d + 2 = 19 \implies b + d = 8.5$$
Что невозможно для натуральных чисел.
Ответ: нет.
в) Имеем систему:$$\begin{cases}a + b + c + d = 1000 \\ a^2-b^2 + c^2-d^2 = 1000\end{cases}$$
Из второго уравнения следует $ a = b + 1 $ и $ c = d + 1 .$ Подставляя в первое:$$2a + 2d = 1000 \implies d = 500-a$$
Условия $ a > b > c > d $ дают:$$a > a-1 > 501-a > 500-a$$
Отсюда $ 251 < a < 500 .$ Количество целых $ a $:$$499-252 + 1 = 248$$
Ответ: $248.$
Итоговые ответы:
а) $ a = 7 ,$ $ b = 5 ,$ $ c = 2 ,$ $ d = 1 $;
б) нет;
в) $248$.
Даны натуральные числа $a,b,c$ и $d$, удовлетворяющие условию $a>b>c>d$.
а) Найдите числа $a,b,c$ и $d$, если $a+b+c+d=15$ и $a^2-b^2+c^2-d^2=19$.
б) Может ли быть $a+b+c+d=23$ и $a^2-b^2+c^2-d^2=23?$
в) Пусть $a+b+c+d=1200$ и $a^2-b^2+c^2-d^2=1200$. Найдите количество возможных значений числа $a.$
а) Имеем систему уравнений:
$$\begin{cases}a+b+c+d=15 \\ a^2-b^2+c^2-d^2=19\end{cases}$$
Преобразуем второе уравнение:$$(a-b)(a+b)+(c-d)(c+d)=19$$
Выразим из первого уравнения $c+d=15-(a+b)$ и подставим:$$(a-b)(a+b)+(c-d)(15-a-b)=19$$
Рассмотрим возможные случаи:
- Пусть $a=b+1$, тогда:$$(2b+1)+(c-d)(14-2b)=19$$
При $c-d=1$ получаем:$$2b+1+14-2b=19 \implies 15=19$$
Неверно.
При $c-d=2$:$$2b+1+28-4b=19 \implies -2b=-10 \implies b=5$$
Тогда $a=6$, $c+d=4$, $c-d=2$ $\implies$ $c=3$, $d=1$.
Ответ: $a=6$, $b=5$, $c=3$, $d=1$.
б) Рассмотрим систему:
$$\begin{cases}a+b+c+d=23 \\ a^2-b^2+c^2-d^2=23\end{cases}$$
Преобразуем второе уравнение:$$(a-b)(a+b)+(c-d)(c+d)=a+b+c+d$$
Это возможно только при $a=b+1$ и $c=d+1$. Тогда:$$2b+2d+2=23 \implies b+d=10.5$$
Что невозможно для натуральных чисел.
Ответ: нет.
в) Имеем систему:
$$\begin{cases}a+b+c+d=1200 \\ a^2-b^2+c^2-d^2=1200\end{cases}$$
Из второго уравнения следует $a=b+1$ и $c=d+1$. Подставляя в первое:$$2a+2d=1200 \implies d=600-a$$
Условия $a>b>c>d$ дают:$$a>a-1>601-a>600-a$$
Отсюда $301<a<600$. Количество целых $a$:$$599-302+1=298$$
Ответ: $298$.
Итоговые ответы:
а) $a=6$, $b=5$, $c=3$, $d=1$;
б) нет;
в) $298$.
На окружности расставили натуральные числа от $1$ до $21$ (каждое число по одному разу). Для каждой пары соседних чисел нашли разность большего и меньшего.
а) Могли ли все полученные разности быть не меньше $11?$
б) Могли ли все полученные разности быть не меньше $10?$
в) Для пар чисел, стоящих через одно, также нашли разности. Каково наибольшее целое $k$, при котором можно так расставить числа, чтобы все разности были не меньше $k?$
а) Рассмотрим число $11$. У него два соседа. Так как числа от $1$ до $21$ различны, хотя бы один сосед отличается от $11$ менее чем на $11$. Следовательно, минимум две разности будут меньше $11$.
Ответ: нет.
б) Пример подходящей расстановки:
$$1,12,2,13,3,14,4,15,5,16,6,17,7,18,8,19,9,20,10,21,11$$
Все соседние разности: $11,10,11,10,\ldots,10$.
Ответ: да.
в) Оценим максимальное возможное $k$:
- Числа от $1$ до $7$ должны быть расположены так, чтобы между любыми двумя было минимум два других числа (иначе найдется разность меньше $7$). Однако на $21$ числе это невозможно.
- Пример расстановки с $k=6$:
$$1,8,15,2,9,16,3,10,17,4,11,18,5,12,19,6,13,20,7,14,21$$
Все соседние и через-одно разности $\geq6$.
Ответ: $6$.
Итоговые ответы:
а) нет;
б) да;
в) $6$.
Семь экспертов оценивают кинофильм. Каждый выставляет оценку — целое число баллов от $0$ до $10$ включительно. Все оценки различны. По старой системе рейтинг — среднее арифметическое всех оценок. По новой системе отбрасывают наименьшую и наибольшую оценки и вычисляют среднее арифметическое оставшихся.
а) Может ли разность рейтингов по старой и новой системам равняться $\dfrac{1}{30}?$
б) Может ли разность рейтингов по старой и новой системам равняться $\dfrac{1}{35}?$
в) Найдите наибольшее возможное значение разности рейтингов.
Обозначим:
- $A=\dfrac{x_1+x_2+…+x_7}{7}$ — старый рейтинг
- $B=\dfrac{x_2+x_3+…+x_6}{5}$ — новый рейтинг (где $x_1$ — наименьшая, $x_7$ — наибольшая оценки)
а) Разность:
$$A-B=\frac{5(x_1+x_7)-2(x_2+…+x_6)}{35}$$
Для $A-B=\dfrac{1}{30}$:
$$\frac{5(x_1+x_7)-2(35A-7B)}{35}=\frac{1}{30}$$
Уравнение не имеет целочисленных решений.
Ответ: нет.
б) Для оценок $(0,1,2,4,7,8,9)$:
$$A=\frac{31}{7}, B=\frac{22}{5}$$
$$A-B=\frac{1}{35}$$
Ответ: да.
в) Максимальная разность достигается при:
- $x_1=0$ (минимальная возможная оценка)
- $x_7=10$ (максимальная возможная оценка)
- Остальные оценки минимально возможные: $1,2,3,4,5$
Тогда:
$$A=\frac{0+1+2+3+4+5+10}{7}=\frac{25}{7}$$
$$B=\frac{1+2+3+4+5}{5}=3$$
$$A-B=\frac{25}{7}-3=\frac{4}{7}$$
Ответ: $\dfrac{4}{7}$.
Итоговые ответы:
а) нет;
б) да;
в) $\dfrac{4}{7}.$
Из набора цифр $1, 2, 3, 4, 6, 7, 8$ составляют пару чисел, используя каждую цифру ровно один раз. Одно число — пятизначное, другое — двузначное и кратно $36$.
а) Может ли сумма такой пары чисел равняться $14908?$
б) Может ли сумма такой пары чисел равняться $74134?$
в) Какое наибольшее значение может принимать сумма чисел в этой паре?
а) Да, может. Пример:
- Двузначное число: $36$
- Пятизначное число: $14872$ (используются оставшиеся цифры $1,4,8,7,2$)
- Сумма: $36 + 14872 = 14908$
Ответ: да.
б) Нет, не может. Двузначные числа, кратные $36$, это $36$ и $72$. Проверим оба случая:
- Для $36$:$$74134-36 = 74098$$Число $74098$ содержит цифру $0$, которой нет в исходном наборе.
- Для $72$:$$74134−72=74062$$Число $74062$ содержит цифру $0$, которой нет в исходном наборе.
Ответ: нет.
в) Найдем максимальную возможную сумму:
- Если двузначное число — $36$, то из оставшихся цифр $1,2,4,7,8$ составляем максимальное пятизначное число $87421$. Сумма:
$$36 + 87421 = 87457$$ - Если двузначное число — $72$, то из оставшихся цифр $1,3,4,6,8$ составляем максимальное пятизначное число $86431$. Сумма:
$$72 + 86431 = 86503$$
Максимальная сумма получается в первом случае.
Ответ: $87457$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) нет;
в) $87457$.
а) Чему равно число способов записать число $1292$ в виде $1292 = a_3 \cdot 10^3 + a_2 \cdot 10^2 + a_1 \cdot 10 + a_0$, где числа $a_i$ — целые, $0 \leq a_i \leq 99$, $i = 0, 1, 2, 3?$
б) Существуют ли $10$ различных чисел $N$ таких, что их можно представить в указанном виде ровно $130$ способами?
в) Сколько существует чисел $N$, представимых в указанном виде ровно $130$ способами?
а) Каждое $a_i$ можно представить как $a_i = 10b_i + c_i$, где $0 \leq b_i \leq 9$ и $0 \leq c_i \leq 9$. Тогда задача сводится к нахождению количества пар $(n, m)$ таких, что:
$$1292 = 10n + m$$
где $n = b_3 \cdot 10^3 + b_2 \cdot 10^2 + b_1 \cdot 10 + b_0$ и $m = c_3 \cdot 10^3 + c_2 \cdot 10^2 + c_1 \cdot 10 + c_0$.
Для $n$ возможны значения от $0$ до $129$ (так как $10 \cdot 130 = 1300 > 1292$), а $m$ определяется однозначно: $m = 1292 — 10n$. Таким образом, число способов равно $130$.
Ответ: $130$.
б) Рассмотрим числа от $1290$ до $1299$. Для каждого из них количество представлений в виде $N = 10n + m$ аналогично пункту (а) равно $130$.
Ответ: да.
в) Для числа $N = 10n + m$ количество представлений равно количеству пар $(n, m)$, где $0 \leq n \leq 9999$ и $0 \leq m \leq 9999$.
Условие $130$ способов выполняется для чисел $N$, у которых:
- Либо $N = 1290 + l$, где $l$ — цифра ($0 \leq l \leq 9$), что дает $10$ чисел.
- Либо $N = 108690 + l$, где $l$ — цифра ($0 \leq l \leq 9$), что даёт ещё $10$ чисел.
Таким образом, всего таких чисел $20$.
Ответ: $20$.
Итоговые ответы:
а) $130$;
б) да;
в) $20$.
Над парой целых чисел $(a;b)$ проводится операция, после которой получается пара $(3a+b;3b-a)$.
а) Можно ли получить пару $(5;5)$ из некоторой исходной пары?
б) Верно ли, что если пара $(c;d)$ может быть получена операцией, то и пара $(-d;c)$ также может быть получена?
в) Найдите минимальное расстояние $|a-c|+|b-d|$ между парой $(9;2)$ и парой, полученной операцией из некоторой исходной пары.
а) Решим систему:
$$\begin{cases}3a+b=5 \\ 3b-a=5\end{cases}$$
Получаем $a=1$, $b=2$. Таким образом, $(1;2)\mapsto(5;5)$.
Ответ: да.
б) Пусть $(a;b)\mapsto(c;d)=(3a+b;3b-a)$. Тогда:
$$(-b;a)\mapsto(3(-b)+a;3a-(-b))=(-3b+a;3a+b)=(-d;c)$$
Ответ: да.
в) Найдем минимум выражения:
$$|3a+b-9|+|3b-a-2|$$
При $(a;b)=(2;2)$ получаем $(8;4)$, расстояние:
$$|8-9|+|4-2|=1+2=3$$
Докажем, что меньшее расстояние невозможно. Рассмотрим возможные случаи для $b$:
- При $b=1$:
- $6\leq3a\leq10$ ⇒ $a=2,3$
- $(2;1)\mapsto(7;1)$: расстояние $2+1=3$
- $(3;1)\mapsto(10;0)$: расстояние $1+2=3$
- При $b=2$:
- $(2;2)\mapsto(8;4)$: расстояние $1+2=3$
- $(3;2)\mapsto(11;3)$: расстояние $2+1=3$
Ответ: $3$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) да;
в) $3$.
Имеется $16$ монет по $2$ рубля и $29$ монет по $5$ рублей.
а) Можно ли выбрать несколько монет на сумму $175$ рублей?
б) Можно ли выбрать несколько монет на сумму $176$ рублей?
в) Какое минимальное количество монет по $1$ рублю нужно добавить, чтобы можно было получить любую сумму от $1$ до $180$ рублей?
а) Общая сумма всех монет:
$$16\cdot2 + 29\cdot5 = 32 + 145 = 177\text{ рублей}$$
Чтобы получить $175$ рублей, нужно оставить $2$ рубля. Это можно сделать, исключив одну $2$-рублевую монету:
$$175 = 15\cdot2 + 29\cdot5$$
Ответ: да.
б) Для получения $176$ рублей нужно оставить $1$ рубль, что невозможно, так как минимальная номинальная стоимость монет — $2$ рубля.
Ответ: нет.
в) Общий недостаток до $180$ рублей:
$$180-177 = 3\text{ рубля}$$
Добавим $3$ монеты по $1$ рублю. Проверим возможность получения любых сумм:
- Для сумм $1-149$ рублей используем комбинации из $1$-рублевых и $2$-рублевых монет.
- Для сумм $150-180$ рублей вычитаем из $180$ нужную сумму и оставляем соответствующие монеты.
Например:
- Для $178$ рублей: $180-178 = 2$ ⇒ оставляем одну $2$-рублевую монету.
- Для $179$ рублей: $180-179 = 1$ ⇒ оставляем одну $1$-рублевую монету.
Ответ: $3$.
Итоговые ответы:
а) да;
б) нет;
в) $3$.
В магазине есть весы с двумя чашами. На одной чаше взвешивают продукты, на другой используют гири. Можно класть несколько гирь одновременно.
а) Можно ли подобрать набор из пяти гирь для взвешивания любого целого количества килограммов от $1$ до $25?$
б) Можно ли сделать то же самое с четырьмя гирями?
в) Какое максимальное число $n$ позволяет взвешивать любой вес от $1$ до $n$ $кг$ с помощью пяти гирь?
а) Да, подойдёт набор гирь $1, 2, 3, 7, 14$ $кг.$ Примеры:
- $4=3+1$
- $5=3+2$
- $6=3+2+1$
- $8=7+1$
- $25=14+7+3+1$
Ответ: да, например набор $1, 2, 3, 7, 14$.
б) Нет. Четыре гири дают только $2^4=16$ комбинаций (включая нулевую). Нужно покрыть $25$ значений, что невозможно.
Ответ: нет.
в) Пять гирь дают $2^5-1=31$ возможную сумму (без нуля). Наибольший диапазон дают степени двойки: $1, 2, 4, 8, 16$ $кг.$ Они позволяют получить любую сумму от $1$ до $31$ $кг$:
$$31=16+8+4+2+1$$
Ответ: $31$.
Итоговые ответы:
а) да, например $1, 2, 3, 7, 14$;
б) нет;
в) $31$.
Трехзначное натуральное число, в десятичной записи которого нет нулей, разделили на произведение его цифр.
$а)$ Может ли получившееся частное быть равным $5 ? $
$б)$ Может ли получившееся частное быть равным $1 ? $
$в)$ Какое наименьшее значение может принимать это частное$? $
$а) $ Рассмотрим число $175.$ Его цифры: $a = 1,$ $b = 7,$ $c = 5.$
Произведение цифр: $abc = 1 \cdot 7 \cdot 5 = 35.$
Частное числа и произведения его цифр: $\frac{175}{35} = 5.$
Ответ: да, может $($например, для числа $175 ). $
$б)$ Пусть число имеет цифры $a,$ $b,$ $c$ $($каждая от $1$ до $9 ).$ Тогда число равно $100a + 10b + c,$ а произведение цифр — $abc.$
Если частное равно $1,$ то:
$$ 100a + 10b + c = abc $$
Преобразуем:
$$ 100a + 10b + c- abc = 0 \quad \Rightarrow \quad a(100- bc) + 10b + c = 0 $$ Поскольку $a \geq 1,$ $b \geq 1,$ $c \geq 1,$ то $bc \leq 81,$ и значит, $100- bc \geq 19 > 0.$
Все слагаемые в левой части неотрицательны, и хотя бы одно положительно. Поэтому левая часть строго больше нуля.
Полученное равенство невозможно.
Ответ: нет, частное не может быть равно $1.$
$в)$ Частное числа и произведения его цифр:
$$ f(a, b, c) = \frac{100a + 10b + c}{abc} = \frac{100}{bc} + \frac{10}{ac} + \frac{1}{ab} $$ Функция $f(a, b, c)$ убывает по каждому аргументу (при увеличении $a,$ $b$ или $c$ знаменатели дробей увеличиваются, и слагаемые уменьшаются).
Следовательно, наименьшее значение достигается при максимальных $a,$ $b,$ $c,$ то есть при $a = b = c = 9.$
Подставляем:
$$ f(9, 9, 9) = \frac{100}{9 \cdot 9} + \frac{10}{9 \cdot 9} + \frac{1}{9 \cdot 9} = \frac{100 + 10 + 1}{81} = \frac{111}{81} = \frac{37}{27} $$ Ответ: наименьшее значение частного равно $\frac{37}{27}.$
Итоговый ответ:
$а)$ да;
$б)$ нет;
$в)$ $\frac{37}{27}.$
Квадратное уравнение $ x^2- px + q = 0 $ с натуральными коэффициентами $ p $ и $ q $ имеет два натуральных корня.
$а)$ Найдите все возможные значения $ p ,$ если $ q = 5 .$
$б)$ Могут ли одновременно выполняться неравенства $ p < 10 $ и $ q > 30 ? $
$в)$ Найдите наименьшее значение $ p $ при $ q > 30 .$
Пусть корни уравнения — натуральные числа $ x_1 $ и $ x_2 .$ По теореме Виета:
$$ x_1 + x_2 = p, \quad x_1 \cdot x_2 = q. $$
$а)$ Дано $ q = 5 .$ Так как $ q $ — произведение двух натуральных чисел, и $5$ — простое число, то возможны только два случая:
$1.$ $ x_1 = 1 ,$ $ x_2 = 5 ,$ тогда $ p = 1 + 5 = 6 .$
$2.$ $ x_1 = 5 ,$ $ x_2 = 1 $ (то же самое).
Других вариантов нет, так как делители $5$ только $1$ и $5. $
Ответ: $а)$ $ p = 6 .$
$б)$ Предположим, что $ p < 10 $ и $ q > 30 $ одновременно.
Так как $ p $ и $ q $ натуральные, то $ p \leq 9 ,$ $ q \geq 31 .$
Дискриминант уравнения:
$$ D = p^2- 4q $$ Подставим значения:
$$ D \leq 9^2- 4 \cdot 31 = 81- 124 = -43 < 0 $$ Но $ D < 0 $ означает, что уравнение не имеет действительных корней, что противоречит условию (корни натуральные).
Следовательно, такие неравенства не могут выполняться одновременно.
Ответ: $б)$ Нет.
$в)$ Найдем наименьшее $ p $ при $ q > 30 .$
Так как $ q > 30 $ и $ q $ натуральное, то $ q \geq 31 .$
Уравнение имеет натуральные корни, поэтому дискриминант неотрицательный:
$$ D = p^2- 4q \geq 0 \quad \Rightarrow \quad p^2 \geq 4q \geq 4 \cdot 31 = 124. $$
Так как $ p $ натуральное, то $ p \geq \sqrt{124} \approx 11.135 ,$ значит, $ p \geq 12 .$
Проверим, подходит ли $ p = 12 .$
Нужно подобрать натуральные $ x_1, x_2 $ такие, что:
$$ x_1 + x_2 = 12, \quad x_1 \cdot x_2 \geq 31 $$
Например, $ x_1 = 4 ,$ $ x_2 = 8 $:
$$ p = 4 + 8 = 12, \quad q = 4 \cdot 8 = 32 > 30 $$
Уравнение: $ x^2- 12x + 32 = 0 ,$ корни $ x = 4 $ и $ x = 8 $ — натуральные.
Таким образом, наименьшее значение $ p = 12 .$
Ответ: $в)$ $12.$
Итоговые ответы:
$а)\ 6; $
$б)$ нет;
$в)\ 12.$
На доске записано $10$ натуральных чисел, среди которых нет одинаковых. Оказалось, что среднее арифметическое любых трех, четырех, пяти или шести чисел из записанных является целым числом. Одно из записанных чисел равно $30\ 021.$
$а)$ Может ли среди записанных на доске чисел быть число $351?$
$б)$ Может ли отношение двух записанных на доске чисел равняться $11? $
$в) $ Отношение двух записанных на доске чисел является целым числом $ n .$ Найдите наименьшее возможное значение $ n .$
Обозначим записанные числа как $ a_1, a_2, \dots, a_{10} .$ По условию, для любого набора из $ m $ чисел $( m = 3, 4, 5, 6 )$ их среднее арифметическое целое, то есть сумма этих $ m $ чисел делится на $ m .$
Анализ остатков от деления на $3, 4, 5, 6.$
Рассмотрим любые два числа $ a $ и $ b $ из записанных. Выберем какой-нибудь набор из $ m $ чисел, не содержащий $ a $ и $ b $ (так как всего чисел $10,$ а $ m \leq 6 ,$ такой набор существует). Обозначим сумму выбранных $ m $ чисел как $ S .$ Тогда:
$ S + a $ делится на $ m ,$
$ S + b $ делится на $ m .$
Вычитая, получаем, что $ a- b $ делится на $ m .$ Это верно для $ m = 3, 4, 5, 6 .$ Следовательно, $ a- b $ делится на наименьшее общее кратное этих чисел:
$$ \text{НОК}(3.4,5.6) = 60 $$
Таким образом, все записанные числа имеют одинаковый остаток при делении на $60.$ Обозначим этот остаток $ r .$
Известно, что одно из чисел равно $30\ 021.$ Найдем его остаток от деления на $60$:
$$ 30\,021 : 60 = 500 \cdot 60 = 30\,000, \quad 30\,021- 30\,000 = 21 $$
Значит, $ r = 21 .$ Поэтому все числа имеют вид:
$$ a_i = 60k_i + 21, \quad k_i \in \mathbb{N}. $$
Обратно, если все числа дают одинаковый остаток $21$ при делении на $60,$ то сумма любых $ m $ чисел:
$$ S = 60K + 21m $$и поскольку $ 21m $ делится на $ m $ (так как $ 21 $ делится на $ m $ для $ m=3.4,5.6 ?$ Проверим:
$ m=3 $: $ 21 : 3 = 7 ,$
$ m=4 $: $ 21: 4 $ не делится! Но заметим, что $ S $ должна делиться на $ m ,$ то есть $ 60K + 21m $ должно делиться на $ m .$ Так как $ 60K $ делится на $ m $ $($поскольку $ 60 $ делится на $ m $ для $ m=3.4,5.6 ),$ то $ 21m $ должно делиться на $ m ,$ что верно. Поэтому условие выполнено.
$а)$ Число $351$:
$$ 351 : 60 = 5 \cdot 60 = 300, \quad 351- 300 = 51. $$
Остаток $51,$ а не $21.$ Поэтому оно не может быть среди записанных чисел.
Ответ: $а)$ Нет.
$б)$ Пусть отношение двух чисел равно $11.$ То есть, есть числа $ a = 60k + 21 $ и $ b = 60l + 21 $ такие, что:
$$ \frac{a}{b} = 11 \quad \Rightarrow \quad a = 11b $$ Подставим:
$$ 60k + 21 = 11(60l + 21) = 660l + 231 $$ Перенесем:
$$ 60k = 660l + 231- 21 = 660l + 210 $$ $$ k = 11l + \frac{210}{60} = 11l + 3.5 $$ Но $ k $ должно быть целым. Противоречие.
Ответ: $б)$ Нет.
$в)$ Пусть отношение двух чисел равно целому $ n $:
$$ a = n b, \quad \text{где } a = 60k + 21, \quad b = 60l + 21 $$ Тогда:
$$ 60k + 21 = n(60l + 21) = 60n l + 21n $$ Перенесем:
$$ 60k- 60n l = 21n- 21 $$$$ 60(k- n l) = 21(n- 1) $$Так как левая часть делится на $60, $ правая тоже должна делиться на $60$:
$$ 21(n- 1) \equiv 0 \pmod{60}. $$ Разложим на множители:
$$ 21(n- 1) = 3 \cdot 7 \cdot (n- 1) \quad \text{должно делиться на } 60 = 2^2 \cdot 3 \cdot 5 $$Значит, $ n- 1 $ должно делиться на $ \frac{60}{\text{НОД}(60.21)} = \frac{60}{3} = 20 $:
$$ n- 1 \equiv 0 \pmod{20} \quad \Rightarrow \quad n = 20t + 1 $$Наименьшее натуральное $ n $ при $ t = 1 $: $ n = 21 .$
Проверим. Найдем $ k $ и $ l $ из уравнения:
$$ 60(k- 21l) = 21(21- 1) = 21 \cdot 20 = 420 $$ $$ k- 21l = \frac{420}{60} = 7 $$ Например, $ l = 0 ,$ тогда $ k = 7 .$ Тогда:
$$ b = 60 \cdot 0 + 21 = 21, \quad a = 60 \cdot 7 + 21 = 441 $$ И $ \frac{a}{b} = \frac{441}{21} = 21 .$
Таким образом, числа $21$ и $441$ могут быть среди записанных $($они дают остаток $21$ при делении на $60).$
Ответ: $в)\ 21.$
Итоговые ответы:
$а)$ нет;
$б)$ нет;
$в)\ 21.$
На столе лежат вырезанные из бумаги квадраты и прямоугольники, размеры сторон которых — натуральные числа. Для каждого квадрата обязательно найдется прямоугольник, равный ему по площади, но шириной на $5$ меньше, чем сторона квадрата. И наоборот, для каждого прямоугольника обязательно найдется квадрат, равный ему по площади, со стороной на $5$ больше, чем его ширина.
$а)$ Может ли лежать на столе прямоугольник шириной $15? $
$б)$ Может ли лежать на столе прямоугольник длиной $36?$
$в)$ Какое наибольшее количество различных фигур может лежать на столе$?$
Обозначим:
Квадрат со стороной $ s ,$ его площадь $ s^2 .$
Прямоугольник шириной $ w $ и длиной $ l ,$ его площадь $ w \cdot l .$
По условию:
$1.$ Для каждого квадрата со стороной $ s $ существует прямоугольник шириной $ w = s- 5 $ и такой же площади:
$$ s^2 = w \cdot l = (s- 5) \cdot l \tag{1} $$ $2.$ Для каждого прямоугольника шириной $ w $ существует квадрат со стороной $ s = w + 5 $ и такой же площади:
$$ w \cdot l = s^2 = (w + 5)^2 \tag{2} $$
Из $(1)$ и $ (2)$ следует, что для каждой пары связанных фигур выполняется:
$$ s = w + 5, \quad s^2 = w \cdot l $$
$а)$ Пусть на столе лежит прямоугольник шириной $ w = 15 .$ Тогда для него должен существовать квадрат со стороной $ s = w + 5 = 20 ,$ площадь которого $ s^2 = 400 .$ Этот квадрат равен по площади прямоугольнику, поэтому:
$$ 15 \cdot l = 400 \quad \Rightarrow \quad l = \frac{400}{15} = \frac{80}{3} \notin \mathbb{N} $$ Длина не является натуральным числом. Противоречие.
Ответ: $а)$ Нет.
$б)$ Пусть на столе лежит прямоугольник длиной $ l = 36 .$ Обозначим его ширину $ w .$ Тогда для него существует квадрат со стороной $ s = w + 5 ,$ такой что:
$$ w \cdot 36 = (w + 5)^2 $$ Раскроем:
$$ 36w = w^2 + 10w + 25 \quad \Rightarrow \quad w^2- 26w + 25 = 0 $$ Решим квадратное уравнение:
$$ w = \frac{26 \pm \sqrt{676- 100}}{2} = \frac{26 \pm \sqrt{576}}{2} = \frac{26 \pm 24}{2} $$ Корни: $ w_1 = \frac{50}{2} = 25 ,$ $ w_2 = \frac{2}{2} = 1 .$
Оба корня натуральные. Проверим:
Если $ w = 25 ,$ то квадрат со стороной $ s = 30 ,$ площадь $ 900 .$ Площадь прямоугольника: $ 25 \cdot 36 = 900 .$
Если $ w = 1 ,$ то квадрат со стороной $ s = 6 ,$ площадь $ 36 .$ Площадь прямоугольника: $ 1 \cdot 36 = 36 .$
Таким образом, возможны два варианта.
Ответ: $б)$ Да.
$в)$ Найдем все возможные пары связанных фигур.
Из условия для прямоугольника шириной $ w $ и длины $ l $ и квадрата со стороной $ s = w + 5 $ имеем:
$$ w \cdot l = (w + 5)^2 $$ Выразим $ l $:
$$ l = \frac{(w + 5)^2}{w} = w + 10 + \frac{25}{w} $$ Так как $ l $ должно быть натуральным, $ \frac{25}{w} $ должно быть целым, то есть $ w $ — делитель $25.$ Натуральные делители $25$: $ 1, 5, 25 .$
Рассмотрим случаи:
$1.$ $ w = 1 $:
$ s = 6 ,$ $ l = 1 + 10 + 25 = 36 .$
Прямоугольник: $ 1 \cdot 36 ,$ площадь $36. $
Квадрат: $ 6 \cdot 6 ,$ площадь $36.$
$2.$ $ w = 5 $:
$ s = 10 ,$ $ l = 5 + 10 + 5 = 20 .$
Прямоугольник: $ 5 \cdot 20 ,$ площадь $100. $
Квадрат: $ 10 \cdot 10 ,$ площадь $100.$
$3.$ $ w = 25 $:
$ s = 30 ,$ $ l = 25 + 10 + 1 = 36 .$
Прямоугольник: $ 25 \cdot 36 ,$ площадь$ 900. $
Квадрат: $ 30 \cdot 30 ,$ площадь $900.$
Таким образом, существует три типа прямоугольников и три соответствующих им квадрата. Все фигуры различны. Максимальное количество фигур на столе — $6$ (все три пары).
Проверим, могут ли на столе лежать все $6$ фигур одновременно. Условие требует, чтобы для каждой фигуры существовала парная. Если мы положим все три прямоугольника и все три квадрата, то:
Для каждого квадрата есть прямоугольник $($например, для квадрата $6\times6$ — прямоугольник $1\times36).$
Для каждого прямоугольника есть квадрат $($например, для прямоугольника $1\times36$ — квадрат $6\times6).$
Условие выполнено.
Ответ: $в)\ 6.$
Итоговые ответы:
$а)$ нет;
$б)$ да;
$в)$ $6.$
На сайте проводится опрос, кого из футболистов посетители сайта считают лучшим по итогам сезона. Каждый посетитель голосует за одного футболиста. На сайте отображается рейтинг каждого футболиста — доля голосов, отданных за него, в процентах, округленная до целого числа. Например, числа $9.3;$ $10.5$ и $12.7$ округляются до $9;\ 11$ и $13$ соответственно.
$а)$ Всего проголосовало $14$ посетителей сайта. Мог ли рейтинг некоторого футболиста быть равным $33? $
$б)$ Пусть посетители сайта отдавали голоса за одного из трех футболистов. Могла ли сумма рейтингов быть больше $100? $
$в)$ На сайте отображалось, что рейтинг некоторого футболиста равен $6. $ Это число не изменилось и после того, как Вася отдал свой голос за этого футболиста. При каком наименьшем числе отданных за всех футболистов голосов, включая Васин голос, такое возможно$?$
$а)$ Пусть за футболиста проголосовало $ k $ человек из $14.$ Его рейтинг (округленный процент) равен $33.$ Это означает, что истинный процент $ \frac{k}{14} \cdot 100 $ округляется до $33.$ По правилам округления:
$$ 32.5 \leq \frac{k}{14} \cdot 100 < 33.5 \quad \Rightarrow \quad 0.325 \leq \frac{k}{14} < 0.335 $$ Умножим на $14$:
$$ 4.55 \leq k < 4.69 $$ Но $ k $ — целое число (количество голосов). В этом интервале нет целых чисел. Следовательно, такой рейтинг невозможен.
Ответ: $а)$ Нет.
$б)$ Да, может. Приведем пример.
Пусть всего проголосовало $200$ человек. Распределение голосов:
За первого футболиста: $1$ голос.
За второго футболиста: $1$ голос.
За третьего футболиста: $198$ голосов.
Вычислим рейтинги (округленные проценты):
Первый: $ \frac{1}{200} \cdot 100 = 0.5 \% $ $ →$ округляется до $1.$
Второй: тоже $1.$
Третий: $ \frac{198}{200} \cdot 100 = 99 \% $ $→$ округляется до $99.$
Сумма рейтингов: $ 1 + 1 + 99 = 101 > 100 .$
Ответ: $б)$ Да.
$в)$ Пусть до Васиного голоса было подано $ n $ голосов, из них $ k $ — за данного футболиста. Его рейтинг был равен $6,$ значит:
$$ 5.5 \leq \frac{k}{n} \cdot 100 < 6.5 \quad \Rightarrow \quad 0.055 \leq \frac{k}{n} < 0.065 \tag{1} $$ После того как Вася проголосовал за этого футболиста, общее число голосов стало $ n+1 ,$ число голосов за футболиста — $ k+1 .$ Рейтинг остался равным $ 6$:
$$ 5.5 \leq \frac{k+1}{n+1} \cdot 100 < 6.5 \quad \Rightarrow \quad 0.055 \leq \frac{k+1}{n+1} < 0.065 \tag{2} $$
Преобразуем неравенства $(1)$ и $(2)$:
Из $(1)$: $ 0.055n \leq k < 0.065n .$
Из $(2)$: $ 0.055(n+1) \leq k+1 < 0.065(n+1) $
$ \Rightarrow 0.055n + 0.055 \leq k+1 < 0.065n + 0.065 $
$ \Rightarrow 0.055n- 0.945 \leq k < 0.065n- 0.935 .$
Таким образом, $ k $ должно удовлетворять двум условиям:
$$ \max(0.055n, 0.055n- 0.945) \leq k < \min(0.065n, 0.065n- 0.935) $$ Поскольку $ n $ велико, вторые границы более строгие. Фактически: $$ 0.055n \leq k < 0.065n- 0.935 \tag{3} $$ Чтобы такое $ k $ существовало, необходимо: $$ 0.055n < 0.065n- 0.935 \quad \Rightarrow \quad 0.01n > 0.935 \quad \Rightarrow \quad n > 93.5 $$ Значит, $ n \geq 94 .$
Проверим $ n = 94 $:
Левая граница: $ 0.055 \cdot 94 = 5.17 \Rightarrow k \geq 6 $ (так как $ k $ целое).
Правая граница: $ 0.065 \cdot 94- 0.935 = 6.11- 0.935 = 5.175 \Rightarrow k < 5.175 \Rightarrow k \leq 5 .$
Противоречие.
Проверим $ n = 107 $:
Левая граница: $ 0.055 \cdot 107 = 5.885 \Rightarrow k \geq 6 .$
Правая граница: $ 0.065 \cdot 107- 0.935 = 6.955- 0.935 = 6.02 \Rightarrow k < 6.02 \Rightarrow k \leq 6 .$
Таким образом, $ k = 6 $ удовлетворяет.
Проверим условия:
До голоса: $ \frac{6}{107} \cdot 100 \approx 5.607 \% $ $→$ округляется до $6.$
После голоса: $ \frac{7}{108} \cdot 100 \approx 6.481 \% $$ →$ округляется до $6.$
Условие выполнено.
Таким образом, минимальное $ n = 107 ,$ а общее число голосов включая Васин: $ n + 1 = 108 .$
Ответ: $в)$ $108.$
Итоговые ответы:
$а)$ нет;
$б)$ да;
$в)$ $108.$
Дано натуральное число. На каждом ходе из него либо вычитают утроенную сумму цифр, либо прибавляют утроенную сумму цифр, так, что полученное число остается натуральным.
$а)$ Могло ли из числа $65$ получиться число $41 ?$
$б)$ Могло ли из числа $65$ получиться число $43 ? $
$в) $ Какое наименьшее двузначное число можно получить из $65 ? $
$а)$ Рассмотрим последовательность действий:
$1. $ Из числа $65$ вычтем утроенную сумму его цифр:
Сумма цифр: $6 + 5 = 11,$ утроенная сумма: $3 \cdot 11 = 33.$
$$65- 33 = 32$$ $2.$ Из числа $32$ вычтем утроенную сумму его цифр:
Сумма цифр: $3 + 2 = 5,$ утроенная сумма: $3 \cdot 5 = 15.$
$$32- 15 = 17$$ $3.$ К числу $17$ прибавим утроенную сумму его цифр:
Сумма цифр: $1 + 7 = 8,$ утроенная сумма: $3 \cdot 8 = 24.$
$$17 + 24 = 41$$ Таким образом, из $65$ можно получить $41$ за три хода:
$$65 \to 32 \to 17 \to 41 $$
Ответ: да, могло.
$б)$ Заметим, что при выполнении операции (прибавление или вычитание утроенной суммы цифр) остаток числа по модулю $3$ не меняется.
Пусть $n$ — число, $S(n)$ — сумма его цифр. Тогда:
$$n \equiv n \pm 3S(n) \pmod{3} $$ поскольку $3S(n) \equiv 0 \pmod{3}.$
Найдем остатки от деления на $3$:
$65:3 = 21$ $($остаток $2 ), $ так как $65 = 3 \cdot 21 + 2.$
$43 : 3 = 14$ $($остаток $1 ),$ так как $43 = 3 \cdot 14 + 1.$
Остатки различны, поэтому из $65$ нельзя получить $43.$
Ответ: нет, не могло.
$в)$ Как показано в пункте $(б),$ при выполнении операции остаток числа по модулю $3$ сохраняется.
Число $65$ имеет остаток $2$ при делении на $3.$
Найдем наименьшее двузначное число с остатком $2$: это $11$ $($так как $11 = 3 \cdot 3 + 2 ). $
Покажем, как из $65$ получить $11$:
Приведем одну из возможных последовательностей:
$1.$ $65 + 3 \cdot (6 + 5) = 65 + 33 = 98$
$2.$ $98 + 3 \cdot (9 + 8) = 98 + 51 = 149$
$3.$ $149- 3 \cdot (1 + 4 + 9) = 149- 42 = 107$
$4.$ $107- 3 \cdot (1 + 0 + 7) = 107- 24 = 83$
$5.$ $83- 3 \cdot (8 + 3) = 83- 33 = 50$
$6.$ $50- 3 \cdot (5 + 0) = 50- 15 = 35$
$7.$ $35- 3 \cdot (3 + 5) = 35- 24 = 11$
Таким образом:
$$65 \to 98 \to 149 \to 107 \to 83 \to 50 \to 35 \to 11 $$ Ответ: наименьшее двузначное число, которое можно получить из $65,$ это $11.$
Итоговый ответ:
$а)$ да;
$б)$ нет;
$в)\ 11.$
Каждое из четырех последовательных натуральных чисел, последняя цифра которых не равна нулю, разделили на его последнюю цифру. Полученные результаты сложили и назвали $S.$ Тогда:
$а)$ Может ли $S = 16\frac{5}{6} ? $
$б)$ Может ли $S = 369\frac{29}{126} ? $
$в)$ Если числа были трехзначные, то какое наибольшее целое значение $S$ могло получиться$? $
$а)$ Рассмотрим пример: числа $12,$ $13,$ $14,$ $15.$ Их последние цифры: $2,$ $3,$ $4,$ $5.$
Вычислим частные:
$$ \frac{12}{2} = 6, \quad \frac{13}{3} = 4\frac{1}{3}, \quad \frac{14}{4} = 3\frac{1}{2}, \quad \frac{15}{5} = 3 $$Сложим:
$$ 6 + 4\frac{1}{3} + 3\frac{1}{2} + 3 = 16 + \frac{1}{3} + \frac{1}{2} = 16 + \frac{2}{6} + \frac{3}{6} = 16\frac{5}{6} $$
Таким образом, $S = 16\frac{5}{6}$ возможно.
Ответ: да.
$б)$ Предположим, что такие числа существуют. Заметим, что в сумме $S = 369\frac{29}{126}$ знаменатель $126$ кратен $9,$ значит, среди знаменателей дробей (последних цифр) должно быть $9.$ Поэтому последние цифры четырех последовательных чисел — это $6,$ $7,$ $8,$ $9.$
Пусть числа имеют вид:
$$ 10x + 6, \quad 10x + 7, \quad 10x + 8, \quad 10x + 9 $$ Разделим каждое на его последнюю цифру и сложим:
$$ \frac{10x + 6}{6} + \frac{10x + 7}{7} + \frac{10x + 8}{8} + \frac{10x + 9}{9} $$ Упростим каждое слагаемое:
$$ \frac{10x}{6} + 1 + \frac{10x}{7} + 1 + \frac{10x}{8} + 1 + \frac{10x}{9} + 1 = 4 + 10x \left( \frac{1}{6} + \frac{1}{7} + \frac{1}{8} + \frac{1}{9} \right) $$ Вычислим сумму дробей: $$ \frac{1}{6} + \frac{1}{7} + \frac{1}{8} + \frac{1}{9} = \frac{84 + 72 + 63 + 56}{504} = \frac{275}{504} $$ Таким образом,
$$ S = 4 + 10x \cdot \frac{275}{504} = 4 + \frac{2\ 750x}{504} $$ Приравняем к $369\frac{29}{126} = \frac{369 \cdot 126 + 29}{126} = \frac{46\ 523}{126}$: $$ 4 + \frac{2\ 750x}{504} = \frac{46\ 523}{126} $$ Умножим обе части на $504$:
$$ 2\ 016 + 2\ 750x = 46\ 523 \cdot 4 = 186\ 092 $$ Тогда:
$$ 2\ 750x = 186\ 092- 2\ 016 = 184\ 076, \quad x = \frac{184\ 076}{2\ 750} = \frac{92\ 038}{1\ 375} $$ Число $\frac{92\ 038}{1 \ 375}$ не является целым. Противоречие.
Ответ: нет, такое $S$ невозможно.
$в)$ Пусть числа трехзначные. Чтобы $S$ было целым и наибольшим, выгодно взять числа с малыми последними цифрами (так как деление на маленькую цифру дает большое частное). Рассмотрим случай, когда последние цифры — $1,$ $2,$ $3,$ $4.$
Пусть числа имеют вид:
$$ 10x + 1, \quad 10x + 2, \quad 10x + 3, \quad 10x + 4 $$ Разделим на последние цифры и сложим:
$$ \frac{10x + 1}{1} + \frac{10x + 2}{2} + \frac{10x + 3}{3} + \frac{10x + 4}{4}$$ $$= (10x + 1) + (5x + 1) + \left( \frac{10x}{3} + 1 \right) + \left( \frac{5x}{2} + 1 \right) $$ Упростим:
$$ 10x + 1 + 5x + 1 + \frac{10x}{3} + 1 + \frac{5x}{2} + 1 = (10x + 5x) + \left( \frac{10x}{3} + \frac{5x}{2} \right) + 4 $$ Приведем подобные:
$$ 15x + \frac{20x + 15x}{6} + 4 = 15x + \frac{35x}{6} + 4 = \frac{90x + 35x}{6} + 4 = \frac{125x}{6} + 4 $$ Чтобы $S$ было целым, $\frac{125x}{6}$ должно быть целым, то есть $x$ должно делиться на $6.$
Поскольку числа трехзначные, $x$ принимает значения от $10$ до $99.$ Наибольшее $x,$ кратное $6,$ это $96.$
Подставим $x = 96$:
$$ S = \frac{125 \cdot 96}{6} + 4 = \frac{12\ 000}{6} + 4 = 2\ 000 + 4 = 2\ 004 $$
Проверим для чисел: $961,$ $962,$ $963,$ $964.$
$$ \frac{961}{1} + \frac{962}{2} + \frac{963}{3} + \frac{964}{4} = 961 + 481 + 321 + 241 = 2\ 004 $$
Если последние цифры другие, то каждое слагаемое не превосходит $\frac{999}{2} = 499.5$ (так как минимальная последняя цифра — $2$), и сумма $S \leq 4 \cdot 500 = 2\ 000.$
Таким образом, наибольшее целое $S$ равно $2\ 004.$
Ответ: $2\ 004.$
Итоговый ответ:
$а)$ да;
$б)$ нет;
$в)$ $2\ 004.$
Даны четыре последовательных натуральных числа. Каждое из чисел поделили на одну из его цифр, не равную нулю, а затем четыре полученных результата сложили.
$а)$ Может ли полученная сумма равняться $386 ? $
$б)$ Может ли полученная сумма равняться $9.125 ? $
$в)$ Какое наибольшее целое значение может принимать полученная сумма, если известно, что каждое из исходных чисел не меньше $200$ и не больше $699 ? $
$а)$ Рассмотрим пример: числа $109,$ $110,$ $111,$ $112.$
Выберем цифру для деления каждого числа:
Для $109$ делим на $1$: $\frac{109}{1} = 109.$
Для $110$ делим на $1$: $\frac{110}{1} = 110.$
Для $111$ делим на $1$: $\frac{111}{1} = 111.$
Для $112$ делим на $2$: $\frac{112}{2} = 56.$
Сумма: $109 + 110 + 111 + 56 = 386.$
Ответ: да, может.
$б)$ Предположим, что сумма равна $9.125 = 9\frac{1}{8} = \frac{73}{8}.$
Чтобы получить дробную часть $\frac{1}{8},$ хотя бы одно число должно делиться на $8$ (так как другие знаменатели дадут в сумме дробь с другим знаменателем).
Пусть одно из чисел делится на $8.$ Наименьшее такое число $($с цифрой $8 )$ — это $81.$ Тогда $\frac{81}{8} = 10.125,$ что уже больше $9.125.$
Если взять число меньше $81$ $($например, $80 ),$ но его последняя цифра $0,$ а по условию делить можно только на цифру, не равную нулю.
Таким образом, даже одно слагаемое не может быть меньше $10.125,$ поэтому сумма $S \geq 10.125 > 9.125.$
Ответ: нет, не может.
$в)$ Чтобы сумма $S$ была наибольшей, нужно делить каждое число на наименьшую возможную цифру $($лучше всего на $1 ),$ так как это даст наибольшее частное.
По условию, числа от $200$ до $699.$ Наибольшие числа в этом диапазоне, которые содержат цифру $1$ $($чтобы можно было делить на $1 ),$ это $699,$ но $699$ не содержит $1.$
Рассмотрим четыре последовательных числа, которые все содержат цифру $1$: это $616,$ $617,$ $618,$ $619.$
Для каждого делим на $1$:
$$ \frac{616}{1} + \frac{617}{1} + \frac{618}{1} + \frac{619}{1} = 616 + 617 + 618 + 619 = 2470 $$ Проверим, можно ли получить больше. Если хотя бы одно число не делится на $1$ $ ($т.е. не содержит цифру $1 ), $ то его придется делить на цифру не меньше $2,$ и частное будет не более $\frac{699}{2} = 349.5.$
Тогда сумма:
$$ S \leq 699 + 699 + 699 + 349.5 = 2\ 446.5 $$
Так как $2470 > 2446.5,$ то вариант с числами $616 -619$ дает наибольшую целую сумму.
Ответ: наибольшее целое значение суммы равно $2\ 470.$
Итоговый ответ:
$а) $ да;
$б)$ нет;
$в)$ $2\ 470.$
$а)$ Можно ли представить число $\frac{1}{6}$ в виде суммы двух дробей, числители которых — единицы, а знаменатели — различные натуральные числа$? $
$б)$ Тот же вопрос для числа $\frac{2}{7}.$
$в)$ Какое наименьшее количество слагаемых указанного вида (дробей с числителями $1$ и знаменателями — попарно различными натуральными числами) потребуется, чтобы представить число $\frac{3}{7} ? $
$а)$ Да, например:
$$ \frac{1}{6} = \frac{1}{7} + \frac{1}{42} $$ Проверим:
$$ \frac{1}{7} + \frac{1}{42} = \frac{6}{42} + \frac{1}{42} = \frac{7}{42} = \frac{1}{6} $$ Ответ: да.
$б)$ Да, например:
$$ \frac{2}{7} = \frac{1}{4} + \frac{1}{28} $$ Проверим:
$$ \frac{1}{4} + \frac{1}{28} = \frac{7}{28} + \frac{1}{28} = \frac{8}{28} = \frac{2}{7} $$ Ответ: да.
$в)$ Покажем, что одной или двумя дробями представить $\frac{3}{7}$ невозможно.
Одной дробью: $\frac{3}{7} = \frac{1}{x}$ implies $x = \frac{7}{3},$ не натуральное.
Двумя дробями: пусть $\frac{3}{7} = \frac{1}{x} + \frac{1}{y},$ где $x \neq y$ натуральные. Без ограничения общности, пусть $x < y.$ Тогда:
$$ \frac{1}{x} + \frac{1}{y} < \frac{2}{x} \quad \Rightarrow \quad \frac{3}{7} < \frac{2}{x} \quad \Rightarrow \quad 3x < 14 \quad \Rightarrow \quad x \leq 4 $$ Переберем возможные $x$:
$x = 1$: $\frac{1}{y} = \frac{3}{7}- 1 = -\frac{4}{7}$ — не подходит.
$x = 2$: $\frac{1}{y} = \frac{3}{7}- \frac{1}{2} = \frac{6}{14}- \frac{7}{14} = -\frac{1}{14}$ — не подходит.
$x = 3$: $\frac{1}{y} = \frac{3}{7}- \frac{1}{3} = \frac{9}{21}- \frac{7}{21} = \frac{2}{21}$ ⇒ $y = \frac{21}{2} = 10.5$ — не натуральное.
$x = 4$: $\frac{1}{y} = \frac{3}{7}- \frac{1}{4} = \frac{12}{28}- \frac{7}{28} = \frac{5}{28}$ ⇒ $y = \frac{28}{5} = 5.6$ — не натуральное.
Таким образом, двумя дробями представить $\frac{3}{7}$ нельзя.
Теперь представим тремя дробями:
$$ \frac{3}{7} = \frac{1}{7} + \frac{2}{7} = \frac{1}{7} + \frac{1}{4} + \frac{1}{28} $$ Проверим:
$$ \frac{1}{7} + \frac{1}{4} + \frac{1}{28} = \frac{4}{28} + \frac{7}{28} + \frac{1}{28} = \frac{12}{28} = \frac{3}{7} $$
Все знаменатели различны.
Ответ: наименьшее количество слагаемых — $3.$
Итоговый ответ:
$а)$ да;
$б)$ да;
$в)$ $3.$
Дано трехзначное число $A,$ сумма цифр которого равна $S.$
$а)$ Может ли выполняться равенство $A \cdot S = 1\ 105 ? $
$б)$ Может ли выполняться равенство $A \cdot S = 1\ 106 ? $
$в) $ Какое наименьшее значение может принимать выражение $A \cdot S,$ если оно больше $1\ 503 ? $
$а)$ Рассмотрим число $A = 221.$ Его цифры: $2,$ $2,$ $1.$ Сумма цифр $S = 2 + 2 + 1 = 5.$
Тогда $A \cdot S = 221 \cdot 5 = 1\ 105.$
Ответ: да, может.
$б)$ Заметим, что число $A$ и сумма его цифр $S$ имеют одинаковые остатки при делении на $3$ $($так как $A \equiv S \pmod{3}$ по свойству делимости на $3 ). $
Рассмотрим возможные случаи:
Если $A \equiv 0 \pmod{3},$ то $S \equiv 0 \pmod{3},$ и $A \cdot S \equiv 0 \pmod{3}.$
Если $A \equiv 1 \pmod{3},$ то $S \equiv 1 \pmod{3},$ и $A \cdot S \equiv 1 \pmod{3}.$
Если $A \equiv 2 \pmod{3},$ то $S \equiv 2 \pmod{3},$ и $A \cdot S \equiv 4 \equiv 1 \pmod{3}.$
Таким образом, $A \cdot S$ может давать только остаток $0$ или $1$ при делении на $3.$
Число $1\ 106$ при делении на $3$ дает остаток $2,$ так как $1106 = 3 \cdot 368 + 2.$
Следовательно, равенство $A \cdot S = 1106$ невозможно.
Ответ: нет, не может.
$в)$ Найдем наименьшее значение $A \cdot S > 1\ 503.$
Заметим, что $A$ — трехзначное число $( 100 \leq A \leq 999 ),$ а $S$ — сумма его цифр $( 1 \leq S \leq 27 ). $
Так как $A \cdot S > 1\ 503,$ то $A \geq \frac{1\ 503}{27} \approx 55.67,$ что всегда верно для трехзначных чисел.
Из пункта $(б)$ мы знаем, что $A \cdot S \equiv 0$ или $1 \pmod{3}.$
Рассмотрим числа, начиная с $1\ 504$:
$1\ 504 : 3 = 501$ $($остаток $1 )$ — возможный остаток.
Проверим, можно ли представить $1\ 504$ в виде $A \cdot S.$
Разложим $1\ 504$ на множители: $1\ 504 = 2^5 \cdot 47.$
Возможные делители $A$ (трехзначные) должны быть кратны $47$:
$47 \cdot 2 = 94$ (не трехзначное),
$47 \cdot 4 = 188$ (трехзначное), $S = \frac{1504}{188} = 8.$
Число $188$: сумма цифр $1 + 8 + 8 = 17 \neq 8.$
$47 \cdot 8 = 376$ (трехзначное), $S = \frac{1504}{376} = 4.$
Сумма цифр $376$: $3 + 7 + 6 = 16 \neq 4.$
$47 \cdot 16 = 752$ (трехзначное), $S = \frac{1504}{752} = 2.$
Сумма цифр $752$: $7 + 5 + 2 = 14 \neq 2.$
$47 \cdot 32 = 1\ 504$ (не трехзначное).
Таким образом, $1\ 504$ не подходит.
$1\ 505 : 3 = 501$ $($остаток $2 ) $ — недопустимый остаток $($должен быть $0$ или $1 ). $
$1\ 506 : 3 = 502$ $($остаток $0 )$ — возможный остаток.
Но если $A \cdot S$ делится на $3,$ то и $A,$ и $S$ делятся на $3.$ Тогда $A$ делится на $9$ $($так как сумма цифр $S$ делится на $3 ). $
Но $1\ 506$ не делится на $9$ $($сумма цифр $1+5+0+6=12$ не делится на $9 ).$ Противоречие.
$1\ 507 : 3 = 502$ $($остаток $1 )$ — возможный остаток.
Разложим $1\ 507$ на множители: $1\ 507 = 11 \cdot 137.$
Возможные трехзначные делители: $137$ и $11 \cdot 11 = 121$ $($но $121$ не кратно $137 ). $
Проверим $A = 137$: $S = \frac{1507}{137} = 11.$
Сумма цифр числа $137$: $1 + 3 + 7 = 11.$ Совпадает.
Таким образом, для $A = 137$ и $S = 11$ имеем $A \cdot S = 1\ 507.$
Ответ: наименьшее значение $A \cdot S > 1\ 503$ равно $1\ 507.$
Итоговый ответ:
$а) $ да;
$б)$ нет;
$в) $ $1\ 507.$