Тема . Применение классических комбинаторных методов к разным задачам

Упорядочивание

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела применение классических комбинаторных методов к разным задачам
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#35498

(a) Числа от 1  до 100  выписаны по одному разу в клетки таблицы 10× 10.  В каждой строке отмечено второе по величине число. Докажите, что сумма отмеченных чисел не меньше суммы в одной из строк.

(b) Числа от 1  до 100  выписаны по одному разу в клетки таблицы 10× 10.  В каждой строке отмечено третье по величине число. Докажите, что сумма отмеченных чисел не меньше суммы в одной из строк.

Подсказки к задаче

Пункт а), подсказка 1

Нам надо доказать, что сумма отмеченных не меньше суммы чисел в какой-то строке. Можно оценить эти две суммы, найдя минимум одной и максимум другой.

Пункт а), подсказка 2

Как бы найти минимальное значение суммы отмеченных чисел? Каким вообще может быть наибольшее из отмеченных? Оно ведь больше всех отмеченных, а отмеченные - вторые по величине в своих строках.

Пункт а), подсказка 3

Получается, оно не меньше 9 чисел в своей строке, а ещё и не меньше 9 чисел в каждой из других строк, тогда это число ≥90! Давайте обозначим его за а₁₀. Остальные отмеченные можно не оценивать, а попробовать найти строку, где сумма чисел будет поменьше. Если наши отмеченные - вторые по величине в своих строках, то в строке с каким из отмеченных числа в среднем будут меньше?

Пункт а), подсказка 4

Конечно, это строка с наименьшим из отмеченных! Какая максимальная сумма чисел может быть в этой строке? Выразите её через а₁ - наименьшее отмеченное! Будет ли сумма отмеченных больше неё?

Пункт а), подсказка 5

Конечно будет, достаточно лишь вспомнить, что а₁₀ ≥ 90, а все остальные отмеченные ≥ a₁ и вы сразу увидите справедливость неравенства.

Пункт б), подсказка 1

Помните решение пункта а? Там мы возились с наибольшим и наименьшим из отмеченных чисел, здесь будем делать что-то похожее, но надо будет покруче оценивать суммы. Раз уж все числа различные, давайте отмеченные сразу упорядочим: а₁ < a₂ < … < a₁₀. И так же оценим наибольшие из отмеченных и сумму чисел в строке.

Пункт б), подсказка 2

а₁₀ и а₉ оцениваем просто из того, скольких чисел они точно больше. И строку берём такую же, как в пункте а)

Пункт б), подсказка 3

Но если вы всё сделаете прям так же, то у вас может не получиться доказать неравенство. Тогда просто воспользуйтесь тем, что у нас различные натуральные числа и переделайте строгие неравенства в нестрогие

Пункт б), подсказка 4

То есть а₂ > a₁ ⇒ a₂ ≥ a₁ + 1; a₃ ≥ a₂ + 1 ≥ a₁ + 2 и т.д. Теперь всё должно получиться!

Показать доказательство

(a) Упорядочим отмеченные числа по возрастанию и обозначим их через a1,a2,...,a10  (в порядке возрастания). Заметим, что a10  не меньше как минимум 9  чисел в каждой строке (поскольку a10  не меньше любого другого отмеченного числа, которое является вторым по величине в своей строке). Поэтому a10 ≥90.  Рассмотрим строку, в которой стоит a1.  Сумма чисел в этой строке не превосходит

                                       8⋅9
a1 − 8+ a1− 7+...a1 − 1+ a1+ 100= 9a1+ 100−-2 =9a1+ 66

поскольку первое по величине число в этой строке не больше 100,  остальные строго меньше a1  и все различны. С другой стороны, сумма отмеченных чисел больше, чем

9a1+a10 ≥ 9a1 +90> 9a1+66

поскольку a2 >a1,...,a9 > a1,a10 ≥90.  То есть мы получили, что сумма отмеченных чисел не меньше суммы чисел в строке, в которой стоит a1.

(b) Упорядочим отмеченные числа по возрастанию и обозначим их через a1,a2,...,a10  (в порядке возрастания). Заметим, что a10  не меньше как минимум 8  чисел в каждой строке (поскольку a10  не меньше любого другого отмеченного числа, которое является третьим по величине в своей строке). Поэтому a10 ≥ 80.  Аналогично, a9  не меньше как минимум 8  чисел в каждой строке, кроме строки с a10.  Тогда a9 ≥ 72.

Рассмотрим строку, в которой стоит a1.  Сумма чисел в этой строке не превосходит

a1− 7+ a1− 6 +...a1− 1+ a1+99+ 100= 8a1+ 199− 7⋅8= 8a1 +171
                                            2

поскольку первое по величине число в этой строке не больше 100,  второе не больше 99,  остальные строго меньше a1  и все различны. С другой стороны, сумма отмеченных чисел равна

a1+a2 +...+ a8+ a9 +a10 ≥ a1+(a1+ 1)+ (a2 +1)...(a1+7)+ 72+80= 8a1+ 180 >8a1+ 171

поскольку a1 <a2 <...<a8,a9 ≥72,a10 ≥80.  То есть мы получили, что сумма отмеченных чисел не меньше суммы чисел в строке, в которой стоит a1.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!