Тема 19. Задачи на теорию чисел

19.02 Задачи №19 из сборника И.В. Ященко

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи на теорию чисел
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#114803

Есть 60 карточек, на каждой из которых написано натуральное число больше 1. Все числа различные. На обратной стороне каждой карточки ставят цветовую отметку: если число делится на 3 — красную, если на 4 — синюю, если на 5 — зелёную. Получилось так, что на каждой карточке ровно две цветовые отметки.

a) Какое наибольшее количество карточек может быть с числами меньше 200?

б) Получилось, что на 20 карточках есть синяя и зелёная отметки, на 20 карточках есть синяя и красная отметки, на 20 карточках есть красная и зелёная отметки. Найдите наименьшее возможное значение наибольшего числа среди чисел, указанных на карточках.

в) Получилось, что на 45 карточках синяя отметка. Найдите наименьшее возможное значение наибольшего числа среди указанных на карточках.

Источники: Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 3

Показать ответ и решение

а) Поймем, что ровно две отметки имеют числа, которые кратны каким-то двум числам, но не кратны сразу трем.

Сразу на три представленных числа делятся числа, кратные 60. Среди чисел от 1 до 200 не включительно их 3 — это 60, 120, 180. Тогда будем вычитать это количество во всех последующих подсчетах.

Теперь посчитаем количество чисел с двумя отметками.

  • Числа, кратные 3 и 4, то есть кратные 12, но не кратные 5.

    Их среди чисел менее 200 ровно 192
12-− 3= 13,  поскольку 192 — наибольшее число до 200, кратное 12.

  • Числа, кратные 3 и 5, то есть кратные 15, но не кратные 4.

    Их среди чисел менее 200 ровно 195− 3= 10,
15  поскольку 195 — наибольшее число до 200, кратное 15.

  • Числа, кратные 4 и 5, то есть кратные 20, но не кратные 3.

    Их среди чисел менее 200 ровно 180-
20 − 3= 6,  поскольку 180 — наибольшее число до 200, кратное 20.

Итого имеем 13+ 10+ 6= 29  чисел. Так как 29< 60,  то среди общего числа карточек наибольшее возможное количество карточек с числами меньше 200 равняется 29.

б) Исходя из условия, имеется 20 чисел, кратных 12, 20 чисел, кратных 15, 20 чисел, кратных 20, при этом нет ни одного числа, кратного 60.

Отметим, что для оценки максимального числа нам достаточно оценить только максимальное число среди тех, что кратны 20, так как это произведение наибольшее. То есть если в найденном промежутке найдется 20 чисел, кратных 20, но не кратных 60, то 20 чисел, кратных 12, и 20 чисел, кратных 15, но не кратных 60, тоже найдутся.

Каждое число, кратное 20, имеет вид 20k, k ∈ ℕ.

Поймем, что k  имеет вид 3m + 1  или 3m+ 2,  где m ≥ 0,  m ∈ ℤ,  так как k  не может быть кратно 3.

Тогда каждое m  образует два подходящих числа. Так как чисел 20, то необходимо использовать не менее 10 различных значений m.  Тогда наименьшее возможное наибольшее значение m  равняется 9, так как целых чисел от 0 до 9 ровно 10. Тогда наибольшее k  никак не может быть меньше, чем 3⋅9+ 2= 29,  а наименьшее возможное значение наибольшего числа среди чисел, указанных на карточках, никак не может быть меньше, чем 20⋅29 =580.

в) По условию среди чисел на карточках ровно 45 кратны либо 20, либо 12. Также оставшиеся 15 чисел кратны 15, но не кратны 60.

Разобъем множество натуральных чисел на следующие отрезки:

[1;60], [61;120], ..., [60k+ 1;60(k +1)], ..., k ≥0, k ∈ℤ.

Рассмотрим сначала первый отрезок: в нем 2 числа, кратных 20 и 4 числа, кратных 12, при условии, что эти числа не делятся на 60.

Так как 60 — наименьшее общее кратное 12 и 20, то остальные отрезки аналогичны первому, ведь каждое число на отрезке, начинающемся с 60k,  представимо в виде i+60k, i∈ [1;60].  Причем i+ 60k  дает такой же остаток при делении на 12, как и i,  аналогично i+ 60k  дает такой же остаток при делении на 20, как и i,  поскольку 60k  делится и на 12, и на 20, то есть на остатки при делении не влияет.

Тогда на каждом таком отрезке лежит ровно 6 подходящих чисел. Тогда необходимо использовать не менее 8 отрезков, так как подходящих чисел должно быть 45.

В последнем отрезке достаточно выбрать три наименьших числа, которые эквивалентны числам 12, 20, 24 из первого отрезка. Отрезок с номером 8 имеет значение k = 7,  так как чисел от 0 до 7 ровно 8.

Тогда наименьшее возможное значение наибольшего подходящего числа равняется 24+ 7⋅60= 444.

Также необходимо показать, что среди чисел до 444 найдется 15, кратных 15, но не кратных 60. Так как на каждом выделенном отрезке ровно 3 подходящих числа, соответствующих числам 15, 30, 45 на отрезке [1;60],  то среди 7 отрезков (чтобы не включать неполный 8-ой, рассматриваем только первые 7), найдется 7 ⋅3 = 21> 15  подходящих чисел.

Ответ:

а) 29

б) 580

в) 444

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!