По кругу стоят несколько детей, среди которых есть хотя бы два мальчика и хотя бы две девочки. У каждого из детей есть натуральное число конфет, причем у любых двух мальчиков одинаковое число конфет, а у любых двух девочек — разное. По команде каждый из детей отдает соседу справа четверть своих конфет, при этом каждый из детей отдает натуральное число конфет. После этого у любых двух девочек становится равное число конфет, а у любых двух мальчиков — разное.
а) Может ли число детей быть равным пяти?
б) Какое наименьшее число детей может стоять в круге, если суммарно у них 1020 конфет?
в) Какое наибольшее число детей может стоять в круге, если суммарно у них 1020 конфет?
а) Пусть, например, у детей 20, 20, 56, 44, 48 конфет (мальчики — первые двое). После команды у них станет 27, 20, 47, 47, 47 конфет и условие будет выполнено.
б) По условию детей не менее четырех. Если у них 420, 420, 24, 156 конфет (мальчики — первые двое), то после команды у них станет 354, 420, 123, 123 конфет и условие будет выполнено.
в) Заметим, что если два мальчика отдают конфеты мальчикам, у тех окажется поровну, а если два мальчика отдают конфеты девочкам, у тех окажется не поровну: от
Пусть у мальчиков по 4x конфет, а у девочек по 4a1, 4a2,
Из равенства следует
Аналогично с другими равенствами этой последовательности: разности между соседними членами уменьшаются втрое и меняют знак, начиная с
Если девочек 6 или больше, разность между x и a1 должна быть кратна а потому одно из чисел x и a1 не меньше 243. Кроме того
должно быть кратно 27 и одно из этих чисел не меньше 27. Но тогда
Противоречие. Итак, девочек не более 5.
Примером для 7 человек может служить 328, 328, 4, 112, 76, 88, 84 (мальчики — первые двое). После команды у них станет 267, 328, 85, 85, 85, 85, 85 конфет и условие будет выполнено.
Ответ: а) да; б) 4; в) 7.

