Заметка «ЕГЭ этого года по математике. Решение задачи 2»
Тип: Заметка
Раздел: Обо всем
Автор:
Оценка: 5
Баллы: 2
Читатели: 179
Дата:

ЕГЭ этого года по математике. Решение задачи 2

В моей заметке Ссылка была сформулирована как наиболее тонкая (олимпиадная) т.н. Задача 2.
Я повторяю её формулировку и привожу обещанное решение.
Спасибо всем за ожидание, уважаемые коллеги!


Задача2:  Задача №19.6 (Центр)
Задано множество из 10 положительных целых чисел, среди которых нет одинаковых.
Известно, что среднее арифметическое любых трех, четырех, пяти, шести чисел является целым числом.
Одно из чисел равно 30032.

Вопросы:
1) Может ли в это множество входить число 312?
2) Может ли отношение двух чисел из этого множества (обозначим через n) быть равно 6?
3) Найти минимально возможное значение этого числа n.

Решение.

Шаг1. Докажем, что разность любых двух чисел множества делится на 60.
Рассмотрим из множества четыре произвольных числа a b c d.
Имеем по условию: a+b+c - делится на 3,  a+b+d - делится на 3
Вычитая одно равенство из другого, получим: c-d делится на 3.
А так как числа c и d - произвольные, то разность любых двух чисел множества делится на 3.

Рассмотрим из множества аналогично пять произвольных числа a b c d e.
Имеем по условию: a+b+c+d - делится на 4,  a+b+c+e - делится на 4
Вычитая одно равенство из другого, получим: d-e делится на 4.
А так как числа d и e - произвольные, то разность любых двух чисел множества делится на 4.

Аналогично получим, что разность любых двух чисел множества делится на 5 и 6.
Потому разность любых двух чисел множества делится на наименьшее общее кратное этих чисел 3, 4, 5, 6, то есть делится на число 60.
Шаг 1 завершен.

Шаг2.
Ответ на вопрос 1): Покажем, что число 312 не входит в это множество.
Имеем: так как число 30032 входит в множество, то если бы и 312 входило, то (по шагу 1) их разность должна была делиться на 60.
Но эта разность есть 30032-312 = 29720 - не делится на 60.
Шаг 2 завершен.

Шаг3.
Ответ на вопрос 3): Покажем, что минимальное отношение двух чисел множества равно 16.
Тем самым мы также ответим на вопрос 2): отношение двух чисел не может быть равно 6.
Возьмем два произвольных неравных числа из множества a и b.
По шагу 1 имеем: а = 30032 + 60c, а = 30032 + 60d, где c и d целые (и неравные, так как a не равно b).
Рассмотрим отношение (a-b)/b, которому нужно быть целым (и не равным 0, так как a и b разные числа).
Оно равно 60(с-d)/(30032+60d).
Сократим числитель и знаменатель на 4, получим 15(с-d)/(7508+15d). Дальше не сокращаются.
А так как числа 15 и 7508 взаимно просты, то полученное число 15(с-d)/(7508+15d) должно делиться на 15 (15 стоит в числителе).
Поэтому минимальное неравное 0 число будет 15, то есть (a-b)/b = 15.
Поэтому минимальное отношение a/b будет 16.
Шаг 3 завершен.

Задача решена полностью, ура!
Послесловие:
P.S. Согласитесь, далеко не тривиальная, красивая задача.
Честно, душа пела, когда её решал и решил (отступать было некуда: пообещал дочери).
Вот математическая красота.
Обсуждение
19:45 27.06.2025(1)
Евгений Владимиров
Задача интересная но, я её не понял. Точнее не понял откуда взялось условие, что сумма делится на три, зачем нужно было доказывать, что делится на 60, и т.д.
Спасибо.
10:12 28.06.2025(1)
Александр Кинунен
Ответ на первый вопрос.
Верно вот что: если среднее арифметическое трех чисел - целое, то их сумма делится на три.
Потому что, если (a+b+c)/3 = d, где a b c d - целые, то отсюда a+b+c = 3d, то есть сумма чисел a b c делится на 3.
Аналогично из условия задачи следует, что сумма четырех чисел делится на 4, пяти - на 5, шести - на 6.

Ответ на второй вопрос.
Верно тоже: если целое число делится одновременно на 3, 4, 5, 6, то оно делится и на наименьшее общее кратное этих чисел, то есть на 3*4*5 = 60.

И дальше мы пляшем от этой делимости на 60.

У меня такое предложение.
Если Вас заинтересовало решение, обратитесь, пожалуйста, к знакомому учителю математики старших классов или к преподавателю ВУЗа.
Пусть он посмотрит, Вам что-то уточнит, посидите, пообсуждайте.
Счастливо!

00:43 01.07.2025
Евгений Владимиров
Мы таких задач в школе не решили. Больше она похожа на логическую задачу с числами, чем на математическую.
Поговорить, к сожалению, об этом не с кем.
Спасибо.
18:22 27.06.2025(1)
Валерий Свидерский
Я тоже придумал загадку:
Мне не выдали денег в день аванса.
Не выдали денег в день зарплаты.
Я купил бутылку водки за 372 рубля
Вопрос: какой мой среднемесячный заработок и соответствует ли он прожиточному минимуму? 
19:36 27.06.2025(1)
Александр Кинунен
Постебёмся.
Если Вы пенсионер, то пенсия.
Иначе он больше прожиточного минимума, если живете на накопления.
20:24 27.06.2025(1)
Валерий Свидерский
Задачу ЕГЭ вы решили красиво.
Но мне кажется, она не для детского ума.Слишком много там надо воображения и умения к формализации внешних условий
Бедные наши дети, если такое им задают.

Задачу  же про  зряплату я почерпнул у столяра Толяна, которому Управляющая компания не заплатила левую зарплату за несколько месяцев труда в недрах коммунального хозяйства, и он теперь вынужден искать ответ в суде.О результате его поисков и решении сообщу дополнительно. 
09:55 28.06.2025(1)
Александр Кинунен
Да, эта задача не просто на знание материала школьником, а на его особый склад мысли, то есть на талант в этой области.
На самом деле, не такие они уже и дети в 17 лет, это задача уровня 10-11 класса финала Всероссийской олимпиады.
А там такие светлые головы приезжают, ого! Штучное явление, но оно есть.
Почему и выделились те 5 задач, что они высветят таких ребят, золотой фонд точных наук, с которыми нужно работать дальше.
12:23 28.06.2025(1)
Валерий Свидерский
Мое мнение-такие творческие задачи нужны и важны, но в рамках отдельного массового состязания для талантов.
Обременять мозги будущего механизатора или землемера такими загвоздками на массовом экзамене - ненужный садизм.Поставить на экзамене студента в положение идиота не сложно.Гораздо труднее воспитать в нем веру в себя в процессе учения и умение применять изученное. Праоснова востребованности специалиста-мастерство в основной профессии.  Не случайно даже на рыбалке подбирают отдельную снасть для каждой рыбы: ртдельно для щуки.отдельно для карася или сома.
13:24 28.06.2025
Александр Кинунен
В широком смысле Вы правы.
Для меня тоже было типа шока, когда дочь показала эти задачи в составе ЕГЭ.
Я почему их и выложил в той заметке.
Вы правы, это подрывает у детей веру в свои, но другие способности.
Но есть одно оправдание вставке задач такого уровня в ЕГЭ (почитайте тексты Красилова в той заметке).
Есть общий (базовый) ЕГЭ - для поступающих туда, где математика не принимается во внимание, или не поступающих никуда.
А есть профильный ЕГЭ - для поступающих туда, где математика - профилирующий предмет.

И я больше не буду выкладывать конкретные задачи, потому что здесь это, видимо, не катит, не профильный сайт.
Всё верно.
Я, пожалуй, не прав, приведя конкретную задачу: надо было ограничиться общим рассуждением.
Ладно, отрицательный результат - тоже результат.
Спасибо, сэр!