На столе лежат 4 камня по 5 кг и 13 камней по 14 кг. Их разделили на 2 кучки.
а) Может ли разность масс двух этих кучек камней быть равна 6 кг?
б) Могут ли массы двух этих кучек быть равны?
в) Какая наименьшая положительная разность масс может быть у двух этих кучек камней?
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
а) Да, такая ситуация возможна.
Предположим, в первую группу попали 4 камня весом по 5 кг и 6 камней весом по 14 кг. Суммарный вес этой группы составит кг. Во вторую группу тогда войдут оставшиеся 7 камней по 14 кг, их общая масса составит кг. Разница между массами кучек будет равна кг.
б) Обозначим количество камней по 5 кг в первой кучке через , тогда во второй их будет .
Пусть количество камней по 14 кг в первой кучке равно , тогда во второй их останется .
Для равенства масс должно соблюдаться уравнение:
Раскроем скобки и перенесем слагаемые с переменными в одну сторону:
Разделим обе части на 2:
.
Проанализируем уравнение методом остатков. Число при делении на 5 дает остаток 1. Значит, выражение тоже должно давать остаток 1 при делении на 5. Это возможно, если оканчивается на 4 или 9 (т.е. ).
1) Если , то , откуда . Однако по условию всего 4 камня по 5 кг, значит . Противоречие.
2) Если , то , что невозможно, так как количество камней не может быть отрицательным.
3) При значение также будет отрицательным.
Следовательно, массы кучек не могут быть равными. Ответ: нет.
в) Нам необходимо минимизировать модуль разности масс: .
Здесь и . Рассмотрим возможные значения :
— Если , то ищем , при котором ближе всего к . При получаем . Разность масс: .
— Если , ищем , при котором близко к , то есть близко к . При получаем . Разность масс: .
— Если , ищем , при котором близко к , то есть близко к . При получаем , разность . При получаем , разность .
Случаи и дадут результаты, аналогичные и в силу симметрии распределения камней между кучками.
Минимальное значение разности равно 4 кг. Оно достигается, например, когда в первой кучке 1 камень весом 5 кг и 7 камней весом 14 кг (масса 103 кг), а во второй — 3 камня по 5 кг и 6 камней по 14 кг (масса 99 кг).
.
Ответ: а) Да; б) Нет; в) 4 кг
Источник: ФИПИ