Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 19 № 697014
i

На доске на­пи­са­но не­сколь­ко раз­лич­ных на­ту­раль­ных чисел. Из­вест­но, что для любых двух раз­лич­ных чисел a и b из этого на­бо­ра их сумма a + b де­лит­ся на мо­дуль их раз­но­сти |a – b|. Пусть S  — сумма всех на­пи­сан­ных на доске чисел.

а)  Может ли на доске быть ровно 3 числа?

б)  Может ли на доске быть ровно 100 чисел?

в)  Най­ди­те наи­мень­шее зна­че­ние S, если на доске на­пи­са­но 4 числа.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Да. На­при­мер, на доске могут быть числа 1, 2, 3.

б)  До­ка­жем ме­то­дом ма­те­ма­ти­че­ской ин­дук­ции, что су­ще­ству­ет набор чисел, в ко­то­ром НОД любых двух чисел равен их раз­но­сти. В таком на­бо­ре сумма любых двух чисел де­лит­ся на их раз­ность, по­сколь­ку каж­дое из сла­га­е­мых де­лит­ся на нее. В ка­че­стве базы ин­дук­ции по­дой­дет набор из чисел 2 и 3.

До­пу­стим, такой набор чисел  a_1, a_2, \ldots, a_n по­стро­ен, при­чем  a_1 мень­ше a_2 мень­ше \ldots мень­ше a_n. Пусть  A = 2 НОК левая круг­лая скоб­ка a_1,; a_2; \ldots; a_n пра­вая круг­лая скоб­ка , тогда рас­смот­рим набор  A минус a_n, A минус a_n минус 1, \ldots, A минус a_1, A. До­ка­жем, что он под­хо­дит. Для та­ко­го на­бо­ра верно  A минус a_n боль­ше или равно 2a_n минус a_n боль­ше 0. В самом деле, для лю­бо­го i

 НОК левая круг­лая скоб­ка A; A минус a_j пра­вая круг­лая скоб­ка = НОК левая круг­лая скоб­ка A; a_j пра­вая круг­лая скоб­ка = a_j = A минус левая круг­лая скоб­ка A минус a_j пра­вая круг­лая скоб­ка

и для любых  i боль­ше j

 НОК левая круг­лая скоб­ка A минус a_i; A минус a_j пра­вая круг­лая скоб­ка = НОК левая круг­лая скоб­ка A минус a_i; a_i минус a_j пра­вая круг­лая скоб­ка = a_i минус a_j,

по­сколь­ку  A минус a_i крат­но ai, а по­то­му и  a_i минус a_j.

в)  Набор чисел 2, 3, 4, 6 удо­вле­тво­ря­ет всем усло­ви­ям. Сумма этих чисел равна 15. До­ка­жем, что она наи­мень­шая.

Пусть в на­бо­ре есть число 1, тогда для лю­бо­го дру­го­го числа a из на­бо­ра по­лу­ча­ем, что  a плюс 1 крат­но  a минус 1. В таком слу­чае и  левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 крат­но  a минус 1, от­ку­да  a минус 1 = 1 или  a минус 1 = 2. Сле­до­ва­тель­но, в таком на­бо­ре может быть не более трех чисел.

Пусть в на­бо­ре есть число 2, тогда для лю­бо­го дру­го­го числа a из на­бо­ра по­лу­ча­ем, что  a плюс 2 крат­но  a минус 2. В таком слу­чае и  левая круг­лая скоб­ка a плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка a минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 4 крат­но  a минус 2, от­ку­да либо  a минус 2 = 1, либо  a минус 2 = 2, либо  a минус 2 = 4. Сле­до­ва­тель­но, в таком на­бо­ре будут числа 3, 4, 6. Этот набор удо­вле­тво­ря­ет всем усло­ви­ям.

Если же в на­бо­ре нет ни еди­ни­цы, ни двой­ки, то сумма чисел в нем не мень­ше  3 плюс 4 плюс 5 плюс 6 = 18 боль­ше 15.

 

Ответ: а)  да; б)  да; в)  15.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­че­ны вер­ные от­ве­ты в пунк­тах а), б) и в).4
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те в) и обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те а) или б).3
Обос­но­ван­но по­лу­че­ны вер­ные от­ве­ты в пунк­тах а) и б)

ИЛИ

обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те в)

2
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те а) или б).1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл4
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 532
Классификатор алгебры: Числа и их свой­ства