📅 воскресенье, 18 октября, 11:00
Все задачи с решениями. На турнире у каждого участника был свой вариант с другими числами — здесь по одному варианту каждой задачи.
и . Найдите , если .
Идея: В оба отношения входит . Если сделать число частей для в обоих отношениях одинаковым, то , , можно измерять одними и теми же «частями».
Шаг 1. В первом отношении соответствует , во втором — . Умножим оба члена первого отношения на , а второго — на (если оба члена отношения умножить на одно число, отношение не изменится): , .
Шаг 2. Теперь в обоих отношениях — это , поэтому .
Шаг 3. Всего часть, и это . Одна часть: .
Шаг 4. — это частей: .
Проверка: , , ; .
196
Товар сначала подорожал на , затем новая цена снизилась на . В итоге товар стал стоить тенге. Сколько тенге стоил товар сначала?
Идея: Изменение цены на процент — это умножение на некоторое число. Чтобы по конечной цене найти начальную, выполняем обратное действие — деление.
Шаг 1. Пусть начальная цена . После подорожания на новая цена составляет от начальной, то есть умножается на .
Шаг 2. При снижении новой цены на от неё остаётся , то есть она умножается на : .
Шаг 3. Это равно тенге: , поэтому .
Проверка: , .
Ответ: 10000
Имеется г раствора, содержащего соли. Сколько граммов чистой воды нужно добавить, чтобы содержание соли стало ?
Идея: При добавлении воды масса соли не меняется, растёт только масса всего раствора. Поэтому сначала находим соль.
Шаг 1. — это часть. Масса соли: г.
Шаг 2. После добавления воды соли по-прежнему г, но теперь это , то есть нового раствора.
Шаг 3. Масса нового раствора (находим целое по его части): г.
Шаг 4. Добавленная вода — разность новой и начальной масс: г.
Проверка: , то есть .
Ответ: 150
Найдите значение выражения:
Идея: Сначала выполняются умножение и деление, потом сложение и вычитание. Правило знаков: произведение и частное двух чисел одного знака положительны, разных знаков — отрицательны.
Шаг 1. — знаки разные, результат отрицательный.
Шаг 2. — оба отрицательные, результат положительный. Перед этим частным стоит минус, значит, вычитается.
Шаг 3. — оба отрицательные, результат положительный.
Шаг 4. Теперь считаем слева направо: .
Найдите сумму всех целых , удовлетворяющих неравенству .
Идея: Модуль — это расстояние от нуля. означает, что находится от нуля на расстоянии меньше , то есть лежит между и .
Шаг 1. Поэтому .
Шаг 2. Прибавим ко всем трём частям: .
Шаг 3. Разделим все части на 2: .
Шаг 4. Целые числа в этом промежутке: ( и не входят, потому что знак «<» строгий).
Шаг 5. Их сумма: .
Проверка: : — решение; : , это не меньше — не решение.
Ответ: 44
Решите уравнение:
Идея: Раскрываем скобки, члены с собираем слева, числа — справа. При переносе в другую часть равенства член меняет знак на противоположный.
Шаг 1. Раскрываем скобки: , а (минус перед скобкой меняет «+» внутри на «−»). Уравнение: .
Шаг 2. Приводим подобные: . Переносим числа вправо (их знаки становятся «+»): .
Шаг 3. Считаем правую часть: . , делим обе части на : .
Проверка: .
Ответ: 3
часть числа на больше его части. Найдите число.
Идея: Разность и части числа — это часть этого числа. Она равна , а чтобы найти число по его части, делим. Шаг 1. Обозначим искомое число через . По условию: . Шаг 2. Приводим дроби к общему знаменателю и вычитаем: . Значит, часть числа равна . Шаг 3. Находим число: . Проверка: . 280
Площадь круга равна см². Найдите длину ограничивающей его окружности ().
Идея: Сначала по площади находим радиус, затем по радиусу — длину окружности.
Шаг 1. Площадь круга: , где — площадь, — радиус. Поэтому , .
Шаг 2. Число, квадрат которого равен , — это , потому что . Значит, см.
Шаг 3. Длина окружности: , где — длина окружности. см.
Проверка: — площадь совпадает.
На карте масштаба площадь поля равна см². Сколько гектаров составляет реальная площадь поля? ( га м²)
Идея: Масштаб относится к длинам. Площадь — произведение двух длин (длины и ширины), поэтому сначала узнаем, сколько гектаров соответствует см² на карте.
Шаг 1. Масштаб означает: см на карте — это см на местности. см м, потому что м см.
Шаг 2. см² на карте — квадрат со стороной см. На местности это квадрат со стороной м, его площадь м².
Шаг 3. га м², поэтому . То есть см² на карте соответствует га на местности.
Шаг 4. Площадь на карте см², поэтому реальная площадь: га.
9
Найдите площадь треугольника с вершинами , , (единичный отрезок — см).
Идея: По координатам видно, что две стороны треугольника параллельны осям координат. Значит, треугольник прямоугольный, а площадь прямоугольного треугольника — половина произведения катетов (сторон, образующих прямой угол).
Шаг 1. У точек и одинаковая вторая координата (ордината) — . Значит, отрезок параллелен оси , его длина — разность первых координат: см.
Шаг 2. У точек и одинаковая первая координата (абсцисса) — . Значит, отрезок параллелен оси : см.
Шаг 3. Оси и перпендикулярны, поэтому угол прямой, а и — катеты.
Шаг 4. Площадь: см².
Проверка: треугольник — половина прямоугольника со сторонами и : .
12
Первая труба наполняет бассейн за ч, вторая — за ч. Третья труба опустошает полный бассейн за ч. За сколько часов наполнится пустой бассейн, если открыть все три трубы одновременно?
Идея: Весь бассейн примем за и найдём, какую часть делает каждая труба за час. Части наполняющих труб складываем, часть опустошающей — вычитаем.
Шаг 1. За час первая труба наполняет бассейна, вторая — , а третья опустошает .
Шаг 2. Все три вместе за час: . Общий знаменатель — (НОК — наименьшее общее кратное): .
Шаг 3. За час наполняется бассейна, значит, весь бассейн наполнится за ч.
Проверка: за ч: , то есть бассейн заполнен целиком.
Ответ: 12
Расстояние между городами км. Из первого города во второй выехал автобус со скоростью км/ч. Через ч навстречу ему из второго города выехал автомобиль со скоростью км/ч. Через сколько часов после выезда автомобиля они встретятся?
Идея: Сначала найдём путь, который автобус проехал один. Потом они едут навстречу друг другу: каждый час расстояние между ними уменьшается на сумму их скоростей.
Шаг 1. До выезда автомобиля автобус ехал ч: км.
Шаг 2. В этот момент между ними осталось км.
Шаг 3. Скорость сближения (на сколько километров уменьшается расстояние за час): км/ч.
Шаг 4. Время до встречи: ч.
Проверка: автобус всего проехал км, автомобиль — км; км.
Ответ: 3
Лодка проплыла км по течению реки за ч, а против течения тот же путь — за ч. Какова скорость течения реки в км/ч?
Идея: По течению к собственной скорости лодки прибавляется скорость течения, против течения — вычитается. Поэтому разность этих двух скоростей равна удвоенной скорости течения.
Шаг 1. Скорость по течению (путь : время): км/ч.
Шаг 2. Скорость против течения: км/ч.
Шаг 3. Разность: км/ч — это удвоенная скорость течения.
Шаг 4. Скорость течения: км/ч.
Проверка: собственная скорость лодки км/ч: , — сходится.
Ответ: 1
Найдите наименьшее натуральное число, у которого ровно натуральных делителей.
Идея: Если разложить число на простые множители, число его делителей сразу считается по показателям степеней.
Шаг 1. Правило: если ( — различные простые числа), то число делителей равно . Например, , : .
Шаг 2. Поэтому разбиваем на множители (каждый множитель — «показатель »): .
Шаг 3. В каждом случае берём наименьшее число: самый большой показатель даём самому маленькому простому , следующий — и т. д.: ; ; ; .
Шаг 4. Наименьшее из них — .
Проверка: , число делителей .
Ответ: 180
С одной остановки отправляются три автобуса: первый каждые мин, второй — каждые мин, третий — каждые мин. В 8:00 все три отправились вместе. Сколько раз с 8:00 до 20:00 (включая оба момента) три автобуса отправятся вместе?
Идея: Промежуток между совместными отправлениями — наименьшее число, которое делится на , и , то есть их НОК (наименьшее общее кратное).
Шаг 1. Раскладываем на простые множители: , , . В НОК берём каждый простой множитель в наибольшей степени: .
Шаг 2. Значит, все три отправляются вместе каждые мин: 8:00, 9:00, 10:00, …
Шаг 3. С 8:00 до 20:00 проходит ч мин. , то есть после 8:00 они отправятся вместе ещё раз (последний — в 20:00).
Шаг 4. Добавляем первое отправление в 8:00: .
Ответ: 13
Натуральное число при делении на даёт остаток , при делении на — остаток , при делении на — остаток . Найдите наименьшее такое число.
Идея: В каждом случае остаток на меньше делителя. Значит, если к числу прибавить , остаток «заполнится» и число разделится на каждое из чисел , , без остатка.
Шаг 1. Пусть искомое число . Например, если , то — делится на . С остальными делителями так же.
Шаг 2. Значит, — общее кратное чисел , , . Чтобы было наименьшим, должно быть наименьшим общим кратным (НОК).
Шаг 3. , , , поэтому .
Шаг 4. , .
Проверка: , , .
62
Найдите последнюю цифру числа .
Идея: Последняя цифра степени зависит только от последней цифры основания, а последние цифры степеней повторяются по циклу. Найдём последнюю цифру каждого слагаемого отдельно.
Шаг 1. Последняя цифра такая же, как у (при умножении последняя цифра зависит только от последних цифр). Последние цифры степеней числа : , … — повторяются через каждые шага. Делим на : — остаток , поэтому берём цифру на -м месте цикла: .
Шаг 2. Последние цифры степеней числа : , … — повторяются через каждые шага. Делим на : — остаток , поэтому берём последнюю цифру цикла: .
Шаг 3. Последняя цифра суммы получается из суммы последних цифр: , последняя цифра — .
Ответ: 3
Сколько чётных трёхзначных чисел с различными цифрами можно составить из цифр ?
Идея: Чётное число оканчивается чётной цифрой, а первая цифра не может быть . Цифра влияет на оба условия, поэтому разберём два случая отдельно: последняя цифра и последняя цифра не .
Шаг 1. Последняя цифра — . Первая — любая из оставшихся цифр (среди них нет ), средняя — любая из оставшихся : чисел (например, ).
Шаг 2. Последняя цифра — одна из ( способа). Первая цифра — не и не последняя: способа. Средняя — любая из оставшихся (теперь можно и ): чисел (например, ).
Шаг 3. Всего: .
Ответ: 30
В шахматном турнире каждый участник сыграл с каждым из остальных ровно одну партию. Всего была сыграна партия. Сколько партий сыграл каждый участник?
Идея: Каждый участник играет со всеми, кроме себя, по одному разу. Выразим число партий через число участников.
Шаг 1. Пусть участников . Каждый играет партий (со всеми, кроме себя).
Шаг 2. В произведении каждая партия посчитана дважды (у каждого из двух игроков), поэтому число партий равно .
Шаг 3. , то есть . Два соседних числа с произведением : , поэтому .
Шаг 4. Каждый участник сыграл партию.
Проверка: партия.
Ответ: 21
Пусть . Найдите значение .
Идея: Операция — это правило: первое число умножаем на второе , затем из произведения вычитаем оба числа. Сначала считаем скобку, её результат становится первым числом следующей операции.
Шаг 1. В скобке , : .
Шаг 2. Теперь , : .
17
Сколько существует трёхзначных чисел, сумма цифр которых равна ?
Идея: Если выбрать первую цифру (), то сумма двух остальных цифр известна. Для каждого считаем возможные пары и складываем.
Шаг 1. Первая цифра (не ), сумма двух остальных цифр .
Шаг 2. Число пар цифр (десятки и единицы, от до ) с суммой : при (например, : 03, 12, 21, 30), при (например, : 89, 98).
Шаг 3. — от до : : → ; : → ; : → ; : → ; : → ; : → ; : → ; : → ; : → .
Шаг 4. Всего: .
Ответ: 66
Сколько натуральных чисел от до не делятся ни на , ни на ?
Идея: Сначала посчитаем числа, которые делятся на или на , и вычтем их из всех чисел. Числа, делящиеся на оба, при этом посчитаны дважды, поэтому один раз их убираем.
Шаг 1. От до на делятся (, , , …): , то есть число.
Шаг 2. На делятся: , то есть чисел.
Шаг 3. На оба делятся числа, кратные (НОК — наименьшее общее кратное): , то есть числа. Они попали в оба предыдущих подсчёта.
Шаг 4. Делятся хотя бы на одно из чисел: .
Шаг 5. Не делятся ни на одно: .
Ответ: 205
Среднее арифметическое чисел равно . Когда одно из них вычеркнули, среднее арифметическое оставшихся стало равно . Какое число вычеркнули?
Идея: Среднее арифметическое сумма : количество чисел. Значит, сумма среднее количество. Вычеркнутое число — разность сумм до и после.
Шаг 1. Сумма всех чисел: .
Шаг 2. После вычёркивания осталось чисел, их сумма: .
Шаг 3. Сумма уменьшилась ровно на вычеркнутое число: .
Проверка: , — новое среднее совпадает.
Ответ: 90
Отец старше сына в раз. Через лет отец будет старше сына в раза. Сколько лет отцу сейчас?
Идея: Обозначим нынешний возраст сына через . Через лет возраст каждого увеличится на — отсюда составим уравнение.
Шаг 1. Сейчас сыну лет, отцу (потому что он старше в раз).
Шаг 2. Через лет сыну будет , отцу . Тогда отец старше в раза: .
Шаг 3. Раскрываем скобки: . Члены с — влево, числа — вправо: , .
Шаг 4. Сыну лет, отцу года.
Проверка: через лет сыну , отцу ; .
Ответ: 54
Вычислите сумму:
Идея: Дробь с произведением двух соседних чисел в знаменателе можно записать как разность: . Тогда соседние слагаемые взаимно уничтожаются. Шаг 1. Проверим правило на первом слагаемом: , а . Верно. Шаг 2. Запишем так каждое слагаемое: . Шаг 3. и , и и т. д. сокращаются — остаются только самая первая и самая последняя дроби. Шаг 4. Приводим к общему знаменателю: .
Найдите сумму цифр числа .
Идея: . Объединим двойки с пятёрками в пары и выделим степень числа — она лишь приписывает нули в конце, а нули не меняют сумму цифр.
Шаг 1. , поэтому .
Шаг 2. — это и нуль.
Шаг 3. Значит, , где . Это число , к которому приписали нуль.
Шаг 4. Сумма цифр (нули не считаем): .
Ответ: 7
Сколько целых решений имеет двойное неравенство ?
Идея: В двойном неравенстве выполняем одно и то же действие со всеми тремя частями: цель — оставить в середине одного.
Шаг 1. Прибавим ко всем трём частям: .
Шаг 2. Разделим все три части на (при делении на положительное число знаки не меняются): .
Шаг 3. Целые решения: ( входит, потому что знак «≤»).
Шаг 4. Их количество: (при подсчёте целых чисел от до к разности прибавляем ).
Ответ: 13
За круглым столом сидят человек. Каждый — либо рыцарь (всегда говорит правду), либо лжец (всегда лжёт). Каждый сказал: «Оба моих соседа — лжецы». Какое наименьшее число рыцарей может сидеть за столом?
Идея: Рыцарь говорит правду: оба его соседа — лжецы. Лжец лжёт: неверно, что оба его соседа лжецы, то есть хотя бы один сосед — рыцарь. Значит, каждый человек — рыцарь или сосед рыцаря.
Шаг 1. Каждый рыцарь «покрывает» не более человек: себя и двух соседей. Покрыты должны быть все человек.
Шаг 2. Если рыцарей , они покрывают не более человек, а это меньше — не хватает. Поэтому рыцарей не меньше .
Шаг 3. Пример с рыцарями: между рыцарями сажаем одного или двух лжецов (по кругу): РЛЛ РЛЛ РЛЛ РЛЛ РЛЛ РЛ.
Шаг 4. Проверяем: у каждого рыцаря оба соседа — лжецы, значит, рыцарь сказал правду; рядом с каждым лжецом есть рыцарь, значит, слова лжеца ложны. Условие выполнено.
Ответ: 6
Часы показывают . Какой угол (меньший) образуют часовая и минутная стрелки? Ответ дайте в градусах.
Идея: Найдём, на сколько градусов каждая стрелка повернулась от 12 (по ходу часов), и возьмём разность. Не забываем, что часовая стрелка тоже понемногу сдвигается каждую минуту!
Шаг 1. Минутная стрелка делает полный оборот () за минут, то есть в минуту. За мин она повернётся от 12 на .
Шаг 2. Часовая стрелка делает полный оборот за часов: в час, а в минуту . В 1:04 она повернулась от 12 на .
Шаг 3. Угол между стрелками: .
Ответ: 8
Длину прямоугольника увеличили на , а ширину уменьшили на . Как изменится его площадь?
Идея: Площадь прямоугольника длина ширина. Длина и ширина умножаются на некоторые числа, поэтому площадь умножается на их произведение. Просто складывать и вычитать проценты нельзя!
Шаг 1. Длину увеличили на : она стала , то есть умножилась на .
Шаг 2. Ширину уменьшили на : осталось , то есть она умножилась на .
Шаг 3. Площадь умножается на .
Шаг 4. — это , то есть площадь стала от прежней: уменьшилась на .
Проверка: если стороны и , площадь . Новые стороны и : , это от . (Ошибка — считать .)
уменьшится на
рабочих могут выполнить работу за дней. После дней работы к ним присоединились ещё рабочих. Все рабочие работают одинаково. За сколько дней была выполнена вся работа?
Идея: измеряем работу в «долях»: один рабочий за один день выполняет долю. Тогда объём работы = число рабочих × число дней.
Шаг 1. Вся работа: долей, потому что каждый из рабочих работает дней и делает по доле в день.
Шаг 2. За первые дней рабочих выполнили доли. Осталось: долей.
Шаг 3. Теперь рабочих , они делают долей в день. На остаток уйдёт дня.
Шаг 4. Всего: дней (не забываем первые дней!).
Проверка:
Ответ: 9
Вкладчик положил деньги в банк. Каждый год банк увеличивает сумму на счёте на (прирост следующего года начисляется на новую сумму). Через года на счёте оказалось на тенге больше, чем было вначале. Сколько тенге положил вкладчик?
Идея: увеличить сумму на — значит умножить её на (потому что ). Каждый год сумма снова умножается на .
Шаг 1. Обозначим начальную сумму через ( — вложенные деньги).
Шаг 2. За года сумма 2 раза умножается на : .
Шаг 3. Прирост — разность конечной и начальной сумм: . По условию это тенге.
Шаг 4. , значит, тенге.
Проверка: сумма по годам , а .
Ответ: 215000
Имеется г раствора, содержащего кислоты. Сколько граммов раствора, содержащего кислоты, нужно добавить, чтобы в смеси содержание кислоты стало ?
Идея: при смешивании масса чистой кислоты не меняется: кислота в первом растворе + кислота в добавленном растворе = кислота в смеси.
Шаг 1. Пусть масса добавленного раствора г. Тогда масса смеси г.
Шаг 2. Найдём массу кислоты ( — это от всей массы): в первом растворе г, в добавленном г, в смеси г. Уравнение: .
Шаг 3. Чтобы избавиться от десятичных дробей, умножим обе части на : , раскроем скобки: .
Шаг 4. Члены с соберём в одной части, числа — в другой: , г.
Проверка: кислоты г, в смеси г — равны.
Ответ: 800
Число разделили на три части, обратно пропорциональные числам , и . Наибольшая часть оказалась на больше наименьшей. Найдите это число.
Идея: «обратно пропорциональны , , » значит, что части относятся как (чем больше число, тем меньше часть). Запишем отношение в целых числах и найдём «одну долю».
Шаг 1. Приведём дроби к общему знаменателю ( — НОК, то есть наименьшее общее кратное чисел , , ): . Значит, части относятся как .
Шаг 2. Обозначим части , , , где — одна доля.
Шаг 3. Разность наибольшей и наименьшей частей . Она равна , поэтому .
Шаг 4. Искомое число — сумма трёх частей: .
Проверка: части : , , — обратная пропорциональность выполнена.
Ответ: 300
Фигура получена из прямоугольника длиной см и шириной см: к двум его коротким сторонам снаружи приставлены полукруги, а из середины нижней стороны вырезан полукруг диаметром см. Найдите периметр фигуры ().
Идея: периметр — длина границы фигуры. Разобьём границу на части и посчитаем каждую отдельно. Длина окружности , где — диаметр. Пунктирные линии на рисунке в границу не входят.
Шаг 1. Верхняя сторона: см.
Шаг 2. Из середины нижней стороны вырезано см, две оставшиеся части вместе: см.
Шаг 3. Диаметр полуокружностей по бокам — ширина прямоугольника, см. Две полуокружности вместе дают целую окружность: см.
Шаг 4. Дуга выреза — половина окружности диаметром см: см.
Шаг 5. Складываем всё: см.
Длины двух окружностей с общим центром равны см и см. Найдите площадь кольца между этими окружностями ().
Идея: площадь кольца = площадь большого круга − площадь малого круга. Для этого сначала найдём радиусы по длинам окружностей.
Шаг 1. Длина окружности ( — радиус), здесь . Значит, .
Шаг 2. Радиус большой окружности: см, малой: см.
Шаг 3. Площадь круга . Большой круг: см², малый круг: см².
Шаг 4. Площадь кольца: см².
На координатной плоскости даны точки и . Точки и симметричны точкам и относительно оси абсцисс (). Найдите площадь четырёхугольника (единичный отрезок — см).
Идея: при симметрии относительно оси абсцисса () не меняется, а ордината () меняет знак: . Тогда — фигура, симметричная относительно ; разобьём её на прямоугольник и треугольники. Шаг 1. Симметричные точки: , . Шаг 2. У точек и одинаковая абсцисса, поэтому отрезок вертикальный, его длина (каждая точка находится на расстоянии от оси ). Так же вертикальный, длина . Шаг 3. Расстояние между этими вертикальными отрезками — разность абсцисс: . Шаг 4. Разобьём фигуру на прямоугольник со сторонами и ( — длина короткого отрезка ) и два одинаковых прямоугольных треугольника выше и ниже оси с катетами и . Шаг 5. Площадь = прямоугольник + два треугольника (площадь прямоугольного треугольника — половина произведения катетов): см². 24
Решите уравнение:
Идея: чтобы избавиться от дробей, умножим обе части уравнения на НОК знаменателей (наименьшее общее кратное), а затем решим простое линейное уравнение.
Шаг 1. НОК чисел и равен . Умножим обе части на (): .
Шаг 2. Раскроем скобки. Если перед скобкой минус, знаки внутри меняются: .
Шаг 3. Соберём члены с (), а числа перенесём вправо с противоположным знаком: .
Шаг 4. Тогда .
Проверка:
43
Тест состоит из вопросов. За каждый верный ответ начисляется баллов, за каждый неверный снимается балл, за вопрос без ответа баллы не начисляются и не снимаются. Арман не ответил на вопроса и набрал баллов. На сколько вопросов он ответил верно?
Идея: сначала считаем, что все ответы верные, а затем выясняем, на сколько каждый неверный ответ уменьшает сумму баллов.
Шаг 1. Арман ответил на вопросов.
Шаг 2. Если бы все ответы были верными, он набрал бы баллов.
Шаг 3. Если вместо верного ответа дан неверный, сумма уменьшается на баллов, потому что не начисляется и ещё снимается .
Шаг 4. У Армана на балла меньше, чем при всех верных. Значит, неверных ответов: .
Шаг 5. Верных ответов: .
Проверка:
Ответ: 29
Класс едет на экскурсию в музей. Аренда автобуса стоит тенге. Взрослый билет в музей стоит тенге, а ученический — на дешевле. На экскурсию едут учителя. На все расходы выделено тенге. Какое наибольшее число учеников может поехать на экскурсию?
Идея: вычтем из выделенных денег обязательные расходы (автобус и билеты учителей), а затем найдём, сколько ученических билетов можно купить на остаток. Число учеников — целое.
Шаг 1. Ученический билет на дешевле, то есть стоит от взрослого: тенге.
Шаг 2. Автобус и билеты учителей: тенге.
Шаг 3. На билеты ученикам остаётся: тенге.
Шаг 4. Пусть едут учеников: . Делим: (остаток ).
Шаг 5. Значит, на учеников денег хватает (), а на — уже нет ().
49
Найдите значение выражения:
Идея: чётная степень отрицательного числа — положительное число, нечётная — отрицательное. Сначала вычисляем степени, затем умножение, в конце сложение и вычитание.
Шаг 1. (степень нечётная, результат отрицательный).
Шаг 2. (степень чётная, результат положительный).
Шаг 3. , потому что — нечётное число: в чётной степени даёт , в нечётной — .
Шаг 4. ( — нечётное число, результат отрицательный).
Шаг 5. Подставляем: . Помним: , а .
Упростите выражение и найдите его значение: , где , .
Идея: сначала упростим выражение (раскроем скобки и приведём подобные) — тогда десятичные дроби подставим только один раз.
Шаг 1. Раскрываем скобки: число перед скобкой умножаем на каждый член в скобке; если перед скобкой минус, знаки меняются: .
Шаг 2. Приводим подобные (члены с одинаковой буквой): , . Упрощённое выражение: .
Шаг 3. Подставляем значения: , .
Шаг 4. Складываем: .
14
Количество книг, прочитанных за месяц девятью учениками: . Найдите среднее арифметическое, медиану и моду этого ряда данных. В ответ запишите сумму этих трёх чисел.
Идея: среднее арифметическое = сумма чисел : их количество; медиана — число, стоящее ровно посередине упорядоченного по возрастанию ряда; мода — число, которое встречается чаще всего.
Шаг 1. Сумма: . Среднее арифметическое: .
Шаг 2. Запишем числа по возрастанию: . Посередине девяти чисел стоит 5-е (перед ним числа и после него ), значит, медиана .
Шаг 3. Число встречается раза, остальные — реже. Значит, мода .
Шаг 4. Сумма трёх чисел: .
Ответ: 18
На диаграмме показано, сколько макулатуры (кг) собрали шестые классы. На сколько процентов 6В класс собрал больше, чем в среднем один класс? (В среднем — среднее арифметическое для пяти классов.)
Идея: сначала найдём, сколько в среднем собрал один класс. Затем вычислим, сколько процентов разность составляет от этого среднего: (разность : среднее) · 100%.
Шаг 1. По диаграмме (линии сетки через кг): 6А — кг, 6Б — кг, 6В — кг, 6Г — кг, 6Д — кг.
Шаг 2. В среднем: кг.
Шаг 3. Класс 6В собрал на кг больше среднего.
Шаг 4. Проценты считаем от среднего (от того, с чем сравниваем): .
Проверка: от кг — это кг, кг.
Ответ: 25
Магазин закупил куртки по тенге. Цену продажи установили на выше закупочной. курток продали по этой цене, а остальные — со скидкой от цены продажи. Какую прибыль (в тенге) получил магазин?
Идея: прибыль = выручка − затраты. Цены находим через проценты: дороже на — это цены, дешевле на — это .
Шаг 1. Цена продажи: тенге.
Шаг 2. Скидка считается от цены продажи: тенге.
Шаг 3. Со скидкой продали курток. Выручка: тенге.
Шаг 4. Затраты (закупка): тенге.
Шаг 5. Прибыль: тенге.
137840
Автомобиль проехал первую треть пути со скоростью км/ч, вторую треть — со скоростью км/ч, а последнюю треть — со скоростью км/ч. Какова его средняя скорость на всём пути (в км/ч)?
Идея: средняя скорость = весь путь : всё время. Брать среднее арифметическое скоростей нельзя, потому что на разных участках машина ехала разное время.
Шаг 1. Пусть треть пути равна км ( — наименьшее число, делящееся на , , , то есть НОК; ответ от длины пути не зависит).
Шаг 2. Время на каждом участке (время = путь : скорость): ч.
Шаг 3. Всё время: ч. Весь путь: км.
Шаг 4. Средняя скорость: км/ч.
Шаг 5. Для сравнения: среднее арифметическое скоростей было бы км/ч — это неверный ответ.
Ответ: 30
Первый мастер выполняет работу один за дней, а второй — за дней. Они работали вместе дня, затем первый ушёл, и оставшуюся работу второй закончил один. За сколько дней была выполнена вся работа?
Идея: примем всю работу за . Мастер, выполняющий работу за дней, за один день делает работы.
Шаг 1. За один день первый делает , второй — работы. Вместе: работы.
Шаг 2. За дня вместе: работы.
Шаг 3. Осталось: .
Шаг 4. Это сделал второй один, выполняя работы в день: дней.
Шаг 5. Всего: дней.
Проверка:
Ответ: 14
В некотором году июля пришлось на воскресенье. Какой день недели будет октября того же года?
Идея: дни недели повторяются каждые дней. Поэтому достаточно найти число дней между датами, разделить его на и отсчитать только остаток.
Шаг 1. Оставшиеся дни июля после -го: .
Шаг 2. Полные месяцы: август — , сентябрь — дн.
Шаг 3. От начала месяца до октября: дней. Всего: дней.
Шаг 4. : проходит полных недель (после них день недели тот же), и остаётся ещё дня.
Шаг 5. От дня «воскресенье» отсчитываем дня вперёд: воскресенье → понедельник → вторник.
Ответ: вторник
В пятизначном числе вместо каждой звёздочки ставят одну цифру (цифры могут совпадать). Сколько чисел, делящихся на , можно так получить?
Идея: , причём и взаимно просты (общий делитель только ). Поэтому число делится на тогда, когда оно делится и на , и на . Сначала по признаку делимости на найдём , затем по признаку делимости на — .
Шаг 1. Обозначим звёздочки через и : .
Шаг 2. Признак делимости на : последняя цифра 0 или 5. Отсюда .
Шаг 3. Признак делимости на : сумма цифр делится на 9. Сумма известных цифр равна , поэтому должно делиться на 9. Заметим: — первая цифра, поэтому .
Шаг 4. Для каждого ищем :
• : делится на 9 ; число: ;
• : делится на 9 ; число: .
Шаг 5. Всего получается числа.
Ответ: 2
У учителя конфет, яблок и мандаринов. Он хочет, использовав всё без остатка, сделать одинаковые подарки (в каждом подарке одинаковое число конфет, яблок и мандаринов). Сколько всего предметов будет в одном подарке, если подарков сделать как можно больше?
Идея: все предметы должны разделиться по подаркам поровну без остатка, поэтому число подарков — общий делитель чисел , , . Наибольшее число подарков — НОД (наибольший общий делитель).
Шаг 1. Запишем числа с общим множителем: , , .
Шаг 2. У чисел , , общий делитель только , поэтому большего общего делителя нет: . Значит, подарков .
Шаг 3. В одном подарке: конфет, яблока, мандаринов.
Шаг 4. Предметов в одном подарке: .
Ответ: 23
Две сцепленные шестерёнки имеют и зубьев. На каждой шестерёнке покрашен один зуб, вначале покрашенные зубья касаются друг друга. Сколько оборотов в сумме сделают обе шестерёнки, пока покрашенные зубья впервые снова не коснутся друг друга?
Идея: у сцепленных шестерёнок через точку касания проходит одинаковое число зубьев. Чтобы покрашенный зуб вернулся на место, это число должно делиться на число зубьев — значит, нужен НОК (наименьшее общее кратное).
Шаг 1. Пусть через точку касания прошло зубьев. Чтобы покрашенный зуб первой шестерёнки вернулся, должно делиться на (полный оборот = зубьев), для второй — на .
Шаг 2. Наименьшее такое — . Так как НОД (наибольший общий делитель) равен , .
Шаг 3. Первая шестерёнка сделает оборотов, вторая — оборота.
Шаг 4. Всего: оборотов.
Ответ: 10
Найдите сумму всех простых чисел от до включительно.
Идея: простое число делится только на и на себя. Чтобы проверить, простое ли число, достаточно делить его только на простые числа, квадрат которых не больше этого числа.
Шаг 1. Проверяем простые делители . Потому что у составного числа, не большего , обязательно есть простой делитель, не больший (для следующего простого : ).
Шаг 2. Чётные числа делятся на , а числа, оканчивающиеся на или , — на ; их сразу убираем.
Шаг 3. Оставшиеся числа проверяем на делимость на (простые подчёркнуты):
.
Шаг 4. Простые числа: .
Шаг 5. Сумма: .
Ответ: 724
В первый день Асан потратил своих денег, во второй — остатка, а в третий — нового остатка. У него осталось тенге. Сколько тенге было у Асана вначале?
Идея: считаем с конца. «Потратил остатка» значит, что осталось . Чтобы найти целое по его части, делим число на эту дробь (то есть умножаем на обратную дробь). Шаг 1. В третий день потрачено , осталось , это тенге. Денег после второго дня: тенге. Шаг 2. Во второй день потрачено , осталось . Денег после первого дня: тенге. Шаг 3. В первый день потрачено , осталось . Вначале было: тенге. Проверка: ; ; 23680
Найдите значение выражения:
Идея: порядок действий: сначала действия в скобках (там сначала умножение, потом вычитание), затем деление и в конце сложение.
Шаг 1. Умножение в скобках: .
Шаг 2. Вычитание в скобках: .
Шаг 3. Деление. Чтобы делитель стал целым, переносим запятую в делимом и делителе на знак вправо (умножаем оба на , частное не меняется): .
Шаг 4. Сложение: .
В треугольнике , а внешний угол при вершине равен . — биссектриса угла (точка лежит на стороне ). Сколько градусов составляет угол ?
Идея: внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним. Сумма смежных углов равна 180°.
Шаг 1. Внутренний и внешний углы при вершине смежные, поэтому .
Шаг 2. — биссектриса, она делит угол пополам: .
Шаг 3. Точки , , лежат на одной прямой, поэтому угол — внешний угол треугольника при вершине .
Шаг 4. Он равен сумме двух внутренних углов треугольника , не смежных с ним: .
Проверка:
107
Все углы фигуры на рисунке прямые. Ширина фигуры см, высота см, а глубина выреза снизу см. Размеры ступенек неизвестны. Чему равен периметр фигуры в сантиметрах?
Идея: размеры ступенек неизвестны, но они и не нужны: «сдвигая» отрезки, найдём их сумму через ширину и высоту фигуры.
Шаг 1. Если все горизонтальные отрезки ступенек сдвинуть вверх, они сложатся в один отрезок длиной см. Значит, их сумма см.
Шаг 2. Если все вертикальные отрезки справа сдвинуть вправо, они составят один отрезок высотой см. Левая сторона тоже см.
Шаг 3. Низ: верхняя сторона выреза равна вырезанной части нижней стороны, поэтому нижние горизонтальные отрезки в сумме тоже дают см.
Шаг 4. Добавляются две вертикальные стороны выреза: см.
Шаг 5. Периметр: см.
Ответ: 58
Взяли последовательных нечётных натуральных числа (например, — последовательные нечётные числа). Их сумма равна . Найдите наибольшее из этих чисел.
Идея: последовательные нечётные числа отличаются на . Обозначим наименьшее через и составим уравнение по сумме.
Шаг 1. Числа: .
Шаг 2. Сумма: буква встречается раза, а добавки дают . Значит, сумма равна .
Шаг 3. Уравнение: , , .
Шаг 4. Наибольшее: .
Проверка:
Ответ: 105
Найдите значение выражения:
Идея: переводим смешанные числа в неправильные дроби: целую часть умножаем на знаменатель и прибавляем числитель. Деление на дробь — умножение на обратную дробь.
Шаг 1. Переводим в неправильные дроби: .
Шаг 2. В скобках приводим к общему знаменателю () и вычитаем: .
Шаг 3. Умножаем (числитель на числитель, знаменатель на знаменатель, сокращаем, если можно): .
Шаг 4. Делим, то есть умножаем на обратную дробь: .
Найдите сумму всех трёхзначных чисел, которые при делении на дают остаток .
Идея: такие числа идут с шагом . Способ Гаусса: запишем сумму в прямом и обратном порядке и сложим — суммы в каждой паре одинаковы.
Шаг 1. Наименьшее: , а предыдущее — двузначное.
Шаг 2. Наибольшее: , а следующее — четырёхзначное.
Шаг 3. Количество чисел: (число шагов плюс само первое число).
Шаг 4. Запишем сумму дважды: и . Каждая пара чисел, стоящих друг под другом, даёт , а пар .
Шаг 5. Значит, , .
Ответ: 33150
В классе учеников. учеников ходят в шахматный кружок, — в танцевальный, а ученика не ходят ни в один из этих кружков. Сколько учеников ходят только в один из этих двух кружков?
Идея: сначала найдём, сколько учеников ходят хотя бы в один кружок. Если сложить шахматистов и танцоров, то ученики, посещающие оба кружка, посчитаны дважды — так мы их и найдём.
Шаг 1. В шахматный: учеников, в танцевальный: учеников ( — это от всех).
Шаг 2. Хотя бы в один кружок ходят: ученика.
Шаг 3. Сумма больше, чем , потому что ученики, посещающие оба кружка, посчитаны в ней дважды. Поэтому в оба кружка ходят: учеников.
Шаг 4. Только в шахматный: , только в танцевальный: .
Шаг 5. Только в один кружок: .
Проверка: (только шахматы + только танцы + оба + ни одного).
Ответ: 5
Из клетчатой бумаги вырезали прямоугольник ( строк и столбцов клеток). Сколько всего в нём прямоугольников, стороны которых идут по линиям сетки? (Квадраты и сама вся фигура тоже считаются.)
Идея: Каждый прямоугольник однозначно задаётся линиями сетки, на которых лежат его стороны: двумя горизонтальными и двумя вертикальными.
Шаг 1. строк ограничены горизонтальными линиями: верхняя граница, нижняя граница и линий между строками.
Шаг 2. Для верхней и нижней сторон выбираем две из этих линий: первую — способами, вторую — , но каждая пара посчитана дважды. Число способов: .
Шаг 3. Так же столбцов ограничены вертикальными линиями; число способов выбрать две из них: .
Шаг 4. Любую пару горизонтальных линий можно соединить с любой парой вертикальных, и каждый раз получается один прямоугольник: .
Проверка: для полоски этот способ даёт : две клетки и вся полоска — верно.
Ответ: 1540
Из клетчатой бумаги вырезали прямоугольник . Сколько в нём квадратов, стороны которых идут по линиям сетки (считайте квадраты всех размеров)?
Идея: Группируем квадраты по длине стороны, считаем квадраты каждого размера отдельно и складываем.
Шаг 1. Сторона квадрата может быть , , …, : квадрат со стороной больше не поместится в строк.
Шаг 2. Квадрат со стороной можно поставить в мест по горизонтали (сдвиг от левого края на , , …, клеток) и в мест по вертикали. Поэтому таких квадратов .
Шаг 3. По размерам: ; ; ; ; ; ; .
Шаг 4. Всего: .
Ответ: 280
В коробке красных, синих, зелёных и жёлтых шара. Какое наименьшее число шаров нужно вынуть в темноте (не глядя), чтобы среди них наверняка оказалось не менее шаров одного цвета?
Идея: Рассматриваем «самый неудачный» случай: стараемся взять как можно больше шаров, не набрав одного цвета (принцип Дирихле).
Шаг 1. Чтобы не было шаров одного цвета, из каждого цвета можно взять не больше ; цвета, где шаров меньше , берём целиком. Получаем: красных — , синих — , зелёных — , жёлтых — .
Шаг 2. Всего , и среди них нет шаров одного цвета. Значит, шаров может не хватить.
Шаг 3. Возьмём любые шара. Если бы среди них не было одного цвета, то каждого цвета было бы не больше, чем в шаге 1, то есть всего не больше . Но шаров — противоречие. Значит, шаров хватит наверняка.
Ответ: 24
. Найдите наименьшее натуральное , при котором оканчивается ровно нулями.
Идея: Число нулей в конце равно числу множителей в нём: каждый нуль даёт произведение , а множителей всегда больше, чем пятёрок.
Шаг 1. Считаем множители : каждое число, кратное , даёт одну пятёрку, кратное — ещё одну, кратное — ещё одну и т.д. Поэтому нулей (от каждого частного берём только целую часть).
Шаг 2. Число нулей растёт, только когда кратно , поэтому искомое кратно . Нулей получается примерно , поэтому ищем около .
Шаг 3. При : среди чисел от до кратных — , кратных — , кратных — . Нулей: — ровно сколько нужно.
Шаг 4. При : , это меньше . При уменьшении нулей не прибавляется, поэтому числа меньше не подходят.
465
Страницы книги пронумерованы подряд, начиная с . На запись всех номеров ушло цифр. Сколько страниц в книге?
Идея: Группируем номера страниц по количеству цифр: однозначные, двузначные, трёхзначные (и четырёхзначные). Считаем, сколько цифр уходит на каждую группу, и по оставшимся цифрам находим число страниц.
Шаг 1. Страницы – однозначные: страниц, цифр.
Шаг 2. Страницы – двузначные: страниц, цифр. На первые страниц уходит цифр.
Шаг 3. На все страницы – ушло бы ещё цифр, а . Значит, четырёхзначных страниц нет, а начиная со страницы на каждую уходит цифры.
Шаг 4. Цифр на трёхзначные страницы осталось ; страниц с ними: .
Шаг 5. Всего страниц: .
Проверка: — верно.
Ответ: 704
Число диагоналей выпуклого многоугольника на больше числа его сторон. Сколько сторон у многоугольника?
Идея: Составляем уравнение по формуле числа диагоналей и решаем его подбором.
Шаг 1. Пусть сторон (и вершин ). Из каждой вершины выходит диагоналей: к самой себе и к двум соседним вершинам диагонали не проводят. У каждой диагонали два конца, она посчитана дважды, поэтому диагоналей .
Шаг 2. По условию: . Умножаем обе части на : , то есть .
Шаг 3. Ищем два числа, отличающихся на , с произведением . С ростом произведение растёт, поэтому решение одно. Пробуем: — мало, — подходит. Значит, .
Проверка: — верно.
Ответ: 9
Поезд, двигаясь с постоянной скоростью, проехал мимо столба за с, а через туннель длиной м (от момента въезда локомотива до выезда последнего вагона) — за с. Какова длина поезда в метрах?
Идея: Проезжая мимо столба, поезд проходит путь, равный своей длине, а проезжая туннель — длину туннеля плюс свою длину.
Шаг 1. Значит, в туннеле поезд проходит на м больше, чем мимо столба, и тратит на это на с больше.
Шаг 2. Скорость поезда: м/с ( м в секунду).
Шаг 3. Мимо столба поезд проезжает за с, поэтому его длина: м.
Проверка: время проезда туннеля с — как в условии.
Ответ: 90
положительного числа равны положительного числа , а числа равны положительного числа . На сколько процентов больше ?
Идея: Переводим проценты в десятичные дроби (например, ) и выражаем и через .
Шаг 1. Первое условие: . Умножаем обе части на и делим на : .
Шаг 2. Второе условие: , поэтому .
Шаг 3. Подставляем : .
Шаг 4. То есть составляет от , значит, больше на .
Проверка: при получаем ; , это от — верно.
60
Виноград содержит воды, а изюм — . Сколько килограммов изюма получится из кг винограда?
Идея: При сушке испаряется только вода, а сухое вещество (всё, кроме воды) не меняется. Поэтому сначала находим массу сухого вещества.
Шаг 1. В винограде воды , значит, сухого вещества .
Шаг 2. Сухое вещество в кг винограда: кг.
Шаг 3. После сушки эти кг не меняются, а в изюме они составляют .
Шаг 4. Масса изюма (находим целое по его части): кг.
Проверка: в кг изюма воды кг, и — верно.
Ответ: 35
Деревянный параллелепипед покрасили со всех сторон и распилили на одинаковых кубиков. У скольких кубиков окрашена ровно одна грань?
Идея: Число окрашенных граней кубика зависит от его места: у углового (в вершине) — , у кубика на ребре — , в середине грани — , а внутренние кубики не окрашены совсем.
Шаг 1. Кубики ровно с одной окрашенной гранью лежат в середине граней: у кубиков на краю грани (у ребра) окрашены две или три грани.
Шаг 2. Если у грани убрать крайние ряды, в середине останется кубиков: . Так же: на грани — , на грани — .
Шаг 3. У параллелепипеда граней, граней каждого вида по две (противоположные грани одинаковы).
Шаг 4. Всего: .
Ответ: 54
На рисунке — сетка улиц из кварталов. Пешеход идёт из точки в точку по улицам, двигаясь только вправо и вверх. Перекрёсток, отмеченный красным, закрыт — через него проходить нельзя. Сколькими различными путями пешеход может дойти?
Идея: Сначала считаем все пути, а потом вычитаем те, что проходят через закрытый перекрёсток.
Шаг 1. Любой путь из в состоит из шагов «вправо» и шагов «вверх», всего шагов. Путь полностью определяется тем, какие из этих шагов — «вправо».
Шаг 2. Число способов выбрать мест из обозначают : (и в числителе, и в знаменателе множителей). Выбрать места шагов «вправо» или места шагов «вверх» — одно и то же, поэтому выбираем те, которых меньше. Всех путей: .
Шаг 3. Закрытый перекрёсток находится на вправо и вверх от . Путей от до него: .
Шаг 4. От закрытого перекрёстка до остаются шаги: «вправо» — , «вверх» — . Путей: .
Шаг 5. Путей через закрытый перекрёсток: , потому что любой вариант первой части можно соединить с любым вариантом второй.
Шаг 6. Путей в обход закрытого перекрёстка: .
Ответ: 227
Нужно заплатить тенге монетами только по , и тенге (монет достаточно, какой-то вид можно не использовать). Сколькими способами это можно сделать? (Способы различаются только количеством монет каждого вида, порядок не важен.)
Идея: Разбираем случаи по числу монет в тенге и в каждом случае считаем, сколько может быть монет по тенге.
Шаг 1. Пусть монет по тенге — , по — , по — : .
Шаг 2. Когда выбраны и , остаток платим монетами по , поэтому он должен быть чётным, и тогда находится единственным образом. Обозначим . Чтобы было чётным, и должны быть одной чётности (оба чётные или оба нечётные), и ещё .
Шаг 3. Подходящие значения для каждого :
• : , = →
• : , = →
• : , = →
• : , = →
• : , = →
• : , = →
• : , = →
Шаг 4. Всего: .
Ответ: 28
Натуральное число, которое одинаково читается слева направо и справа налево, называется палиндромом (например, , , , ). Сколько палиндромов среди натуральных чисел от до (включительно)?
Идея: Считаем палиндромы по количеству цифр. Вторая половина палиндрома повторяет первую в обратном порядке, поэтому достаточно выбрать первые цифры.
Шаг 1. Однозначные палиндромы: , , …, — всего .
Шаг 2. Двузначные палиндромы: , , …, — всего .
Шаг 3. Трёхзначный палиндром (, — цифры): — первая цифра, она не может быть — вариантов, — вариантов. Всего .
Шаг 4. Четырёхзначный палиндром определяется первыми двумя цифрами . Первые две цифры числа — это . При от до палиндром меньше : палиндромов.
Шаг 5. При палиндром больше , он не подходит. Четырёхзначных палиндромов: .
Шаг 6. Всего: .
113
Сколько натуральных чисел, не превосходящих , имеют ровно три натуральных делителя?
Идея: Ровно три делителя имеют только квадраты простых чисел (например, , делители: ). Поэтому считаем такие квадраты, не превосходящие .
Шаг 1. Делители числа разбиваются на пары: если — делитель, то и — делитель (например, у : , , ). Если делителей нечётное число (), то один делитель стоит в паре сам с собой: . Значит, число — точный квадрат: .
Шаг 2. Делители : , , и ещё другие делители . Чтобы их было ровно три, у не должно быть делителей, кроме и самого себя, то есть — простое. (Например, у делителей много: .)
Шаг 3. Для простого нужно . , а , поэтому .
Шаг 4. Простые числа, не больше : — всего .
Ответ: 17
Найдите остаток от деления числа на .
Идея: Для нахождения остатка каждое число можно заменить его остатком от деления на , а остатки степеней повторяются с некоторым шагом. Находим остаток каждого слагаемого отдельно.
Шаг 1. , поэтому и дают одинаковые остатки при делении на (при умножении важны только остатки).
Шаг 2. Остатки степеней при делении на (каждый следующий — остаток от деления на предыдущего, умноженного на ): — остатки повторяются каждые шага. , поэтому остаток такой же, как у : .
Шаг 3. , поэтому и дают одинаковые остатки при делении на (при умножении важны только остатки).
Шаг 4. Остатки степеней при делении на (каждый следующий — остаток от деления на предыдущего, умноженного на ): — остатки повторяются каждые шагов. , поэтому остаток такой же, как у : .
Шаг 5. Остаток суммы: , а при делении на даёт остаток .
Ответ: 2
Трёхзначное число при делении на даёт остаток , при делении на — остаток , при делении на — остаток . Найдите наибольшее такое трёхзначное число.
Идея: Добавляем условия по одному: выписываем числа, подходящие под одно условие, и среди них ищем подходящее под следующее. Найдя наименьшее решение, переходим к наибольшему трёхзначному.
Шаг 1. Числа с остатком при делении на идут от через : , … Первое из них с остатком при делении на — .
Шаг 2. Числа, подходящие под два условия, повторяются от через , потому что НОК (наименьшее общее кратное) чисел и равно : , … Первое из них с остатком при делении на — .
Шаг 3. Все числа, подходящие под три условия, повторяются от через : , где .
Шаг 4. Наибольшее трёхзначное: , потому что следующее — четырёхзначное.
Проверка: , , — верно.
967
Даны две параллельные прямые. На первой отмечено точек, на второй — точек. Сколько существует треугольников с вершинами в отмеченных точках?
Идея: Три точки на одной прямой треугольник не образуют. Поэтому две вершины треугольника лежат на одной прямой, а третья — на другой; считаем два случая отдельно.
Шаг 1. Выбрать две точки из на одной прямой: первую — способами, вторую — , но каждая пара посчитана дважды. Число пар: .
Шаг 2. Случай 1: две вершины на первой прямой (пар — ), третья — одна из точек второй прямой: .
Шаг 3. Случай 2: две вершины на второй прямой (пар — ), третья — одна из точек первой прямой: .
Шаг 4. Эти случаи не пересекаются, поэтому всего: .
Ответ: 364
Опросили учеников. Математику любят , физику — , химию — . И математику, и физику любят учеников, и математику, и химию — , и физику, и химию — , а все три предмета — . Сколько учеников любят ровно один из этих предметов?
Идея: Заполняем диаграмму Эйлера–Венна (три пересекающихся круга) от центра: сначала любящие все три предмета, потом ровно два, в конце — только один.
Шаг 1. Центр — любящие все три предмета: .
Шаг 2. Любящие ровно два предмета (среди любящих «оба» есть и те, кто любит все три предмета, — их , вычитаем их): математика и физика — , математика и химия — , физика и химия — .
Шаг 3. Любящие только один предмет (из любящих предмет вычитаем общие части с другими предметами): только математика — , только физика — , только химия — .
Шаг 4. Любят ровно один предмет: .
24
Из одной точки круговой трассы длиной м одновременно в одном направлении стартовали два велосипедиста. Скорость первого м/мин, второго — м/мин. Сколько раз первый велосипедист обгонит второго за первые мин (момент старта не считается)?
Идея: При движении в одном направлении каждый раз, когда первый обгоняет второго, он проехал ровно на один круг ( м) больше.
Шаг 1. Каждую минуту первый уходит от второго вперёд на м (разность скоростей).
Шаг 2. За мин он проедет больше второго на м.
Шаг 3. Число обгонов — это число полных кругов в м: . Последние м — не полный круг, нового обгона нет. Значит, обгонов .
Ответ: 8
Первый мастер выполняет работу один за дней, второй — один за дней. Они начали работу вместе. Через несколько дней первый мастер ушёл на другую работу, а оставшуюся часть второй закончил один. Вся работа была выполнена за дней. Сколько дней работал первый мастер?
Идея: Всю работу принимаем за . Второй мастер работал от начала до конца, то есть все дней; остальную часть выполнил первый.
Шаг 1. Второй мастер за день выполняет работы, а за дней — .
Шаг 2. На долю первого мастера остаётся работы.
Шаг 3. Первый мастер за день выполняет работы, поэтому число дней его работы: .
Проверка: первый выполнил работы, второй — : — вся работа.
Ответ: 6
Улитка начала ползти от основания столба высотой м к его вершине. Днём она поднимается на м, а ночью сползает на м. Улитка начала путь утром первого дня. На какой по счёту день она доберётся до вершины?
Идея: В последний день улитка доползает до вершины и уже не сползает. Поэтому последний день рассматриваем отдельно (просто делить неверно).
Шаг 1. Утром последнего дня улитка должна быть на высоте не менее м: тогда за день она поднимется на м и достигнет вершины ( м).
Шаг 2. За каждые полные сутки (день + ночь) улитка поднимается на м.
Шаг 3. Сколько полных суток нужно, чтобы подняться на м: — мало, — достаточно. Значит, нужно суток.
Шаг 4. Утром следующего дня (его номер ) улитка на высоте м, а днём поднимается до м — достигает вершины. В более ранние дни утром она была ниже м и до вершины не доползала.
Ответ: 27
Найдите сумму цифр числа .
Идея: Вычитать прямо из неудобно (придётся занимать через много нулей). Поэтому сначала вычтем и получим число из одних девяток — из него любое число вычитается без займов.
Шаг 1. . Здесь — число из девяток: .
Шаг 2. Из девятки любая цифра вычитается без займа: . Поэтому последние цифры — , а остальные цифр — девятки.
Шаг 3. То есть (число под скобкой — количество девяток).
Шаг 4. Сумма цифр: .
Проверка: из суммы всех девяток вычитаем цифры числа : — верно.
Ответ: 332
Вычислите:
Идея: Группируем слагаемые по : сумма каждой группы считается легко, а суммы групп растут равномерно.
Шаг 1. Числа идут от до , поэтому групп : .
Шаг 2. Первые группы: , … В общем виде сумма группы номер : ; последняя группа (): .
Шаг 3. Значит, ответ: .
Шаг 4. (складываем парами первое с последним, второе с предпоследним и т.д.), поэтому .
5133
Выписали подряд все натуральные числа от до . Сколько раз всего была написана цифра ?
Идея: Считаем цифру отдельно в каждом разряде (единицы, десятки, сотни) и складываем. Например, в числе цифра написана дважды — она посчитается по разу в разряде единиц и в разряде десятков.
Шаг 1. В разряде единиц цифра стоит у чисел , , , …, . Они идут от через , поэтому их количество: .
Шаг 2. В разряде десятков цифра стоит в каждой сотне у чисел подряд: –, –, … У нас полных групп , . Всего .
Шаг 3. В разряде сотен: числа –: .
Шаг 4. Всего: .
Ответ: 201
Сумма нынешних возрастов отца, матери и сына равна . лет назад сумма возрастов членов этой семьи была равна . Отец старше матери на лет. Сколько лет матери сейчас?
Идея: Каждый год возраст каждого человека увеличивается на . Если сумма возрастов уменьшилась меньше, чем ожидалось, значит, лет назад кого-то из семьи ещё не было.
Шаг 1. Если бы лет назад были все трое, каждый был бы младше на , а сумма — меньше на : .
Шаг 2. Но по условию сумма . Значит, сына тогда ещё не было (ему меньше ).
Шаг 3. Тогда — сумма возрастов только отца и матери лет назад. С тех пор каждый из них стал старше на : сейчас сумма их возрастов .
Шаг 4. Отец старше матери на . Если вычесть эту разницу из суммы, останется удвоенный возраст матери: .
Проверка: отцу , сыну — меньше . ; лет назад: — верно.
Ответ: 30
В комнате человек, каждый — либо рыцарь (всегда говорит правду), либо лжец (всегда лжёт). Они по очереди сказали. Первый: «Лжецов среди нас больше », второй: «Лжецов среди нас больше » и так далее, последний: «Лжецов среди нас больше ». Сколько рыцарей в комнате?
Идея: Обозначим число лжецов и выясним, чьи слова верны: кто говорит правду — рыцари, кто лжёт — лжецы.
Шаг 1. Фраза «лжецов больше » верна только при .
Шаг 2. Значит, первые человек — рыцари, а остальные — лжецы.
Шаг 3. Но лжецов : , то есть , .
Шаг 4. Рыцарей: .
Проверка: при лжецах фраза «больше » верна, а «больше » — ложна: рыцарей и лжецов — сходится.
Ответ: 6
детей садятся на стульев, стоящих в ряд. Среди них Айдос, Бекзат, Дана и Сауле. Дана и Сауле обязательно должны сидеть рядом, а Айдос и Бекзат — не рядом. Сколькими способами можно рассадить детей?
Идея: Дану и Сауле, которые должны сидеть рядом, считаем одним «блоком». А чтобы посчитать, когда Айдос и Бекзат не рядом, из всех случаев вычитаем те, где они рядом.
Шаг 1. Дана и Сауле — один блок; внутри блока они садятся способами (Дана–Сауле или Сауле–Дана). Тогда блок и ещё ребёнка — всего объекта.
Шаг 2. Число способов расставить объекта в ряд: (на первое место — любой из , на второе — любой из оставшихся и т.д.; читается « факториал»).
Шаг 3. Из них посчитаем случаи, где Айдос и Бекзат рядом: делаем из них тоже блок (внутри способа), получаем объекта: .
Шаг 4. Случаев, где Айдос и Бекзат не рядом: .
Шаг 5. Учитываем порядка Даны и Сауле внутри блока: .
Ответ: 24
Сколько различных «слов» (последовательностей букв) можно получить, переставляя буквы слова «ҚАРАҒАНДЫ»? Смысл не важен. Считайте только те последовательности, в которых все буквы А стоят подряд.
Идея: Если все буквы А должны стоять подряд, склеим их в один «блок» и будем считать блок одной буквой.
Шаг 1. В слове «ҚАРАҒАНДЫ» букв, из них буквы А. Склеим все буквы А в один блок «ААА». Получим блок и ещё букв — всего объектов.
Шаг 2. Если бы все объекты были разными, расставить их в ряд можно было бы способами (на первое место — любой из , на второе — любой из оставшихся и т.д.).
Шаг 3. Все остальные буквы различны, поэтому делить ни на что не нужно.
Шаг 4. Число последовательностей: .
Ответ: 5040
На клетчатой бумаге нарисован прямоугольник (ширина клеток, высота клеток) и проведена его диагональ. Через внутренность скольких клеток проходит диагональ?
Идея: Диагональ переходит в новую клетку каждый раз, когда пересекает линию сетки. Но проходя через узел (пересечение двух линий), она пересекает две линии сразу и попадает только в одну новую клетку.
Шаг 1. Диагональ начинается в одной угловой клетке. По пути она пересекает внутренние линии сетки: вертикальных — , горизонтальных — .
Шаг 2. Если бы диагональ не проходила ни через один узел, клеток было бы .
Шаг 3. Считаем узлы. (наибольший общий делитель): , . Диагональ попадает в узел каждый раз, сдвинувшись на клеток вправо и на вверх, то есть она состоит из диагоналей одинаковых прямоугольников . У чисел и нет общих делителей, поэтому других узлов нет. Внутренних узлов: .
Шаг 4. В каждом внутреннем узле получается на одну клетку меньше: .
Ответ: 35
Выписав подряд все натуральные числа от до , получили многозначное число . Найдите остаток от деления этого числа на .
Идея: Остаток от деления числа на равен остатку от деления на суммы его цифр (как в признаке делимости на ).
Шаг 1. Цифры большого числа — это цифры чисел , , …, . Поэтому его сумма цифр — это сумма сумм цифр всех этих чисел.
Шаг 2. Каждое число и его сумма цифр дают при делении на одинаковый остаток (например, и : у обоих остаток ). Поэтому сумму цифр каждого числа можно заменить самим числом: искомый остаток такой же, как у суммы .
Шаг 3. (складываем парами первое с последним, второе с предпоследним и т.д.).
Шаг 4. , то есть остаток .
Ответ: 1
Прямоугольник нужно полностью покрыть доминошками и квадратными плитками так, чтобы плитки не перекрывались и не выходили за край. Доминошки можно класть и вертикально, и горизонтально. Сколькими способами это можно сделать?
Идея: длинный прямоугольник не считаем сразу: сначала считаем короткие, а затем, глядя на то, как закрыт левый край, переходим к следующему.
Шаг 1. Обозначим через число покрытий прямоугольника . (одна вертикальная доминошка), (две вертикальные доминошки, две горизонтальные или один квадрат).
Шаг 2. Левый столбец можно закрыть тремя способами: вертикальной доминошкой (остаток — способов); двумя горизонтальными доминошками одна над другой (закрыты два первых столбца, остаток — способов); квадратом (ещё способов).
Шаг 3. Поэтому , потому что эти три случая не повторяют друг друга и других случаев нет.
Шаг 4. Считаем по порядку: ; ; ; ; .
Проверка: для есть способов: три вертикальные доминошки; вертикальная + две горизонтальные (вертикальная слева или справа — способа); вертикальная + квадрат ( способа). .
85
У лестницы ступенек. Сауле поднимается с земли на самую верхнюю ступеньку, каждым шагом поднимаясь на , или ступеньки. Ступенька номер (считая снизу) сломана, на неё наступать нельзя. Сколькими способами Сауле может подняться на верхнюю ступеньку?
Идея: считаем способы попасть на каждую ступеньку по порядку снизу вверх: на каждую ступеньку можно прийти только с одной из трёх предыдущих.
Шаг 1. Пусть — число способов попасть на -ю ступеньку; землю считаем ступенькой : (Сауле начинает с неё).
Шаг 2. Последний шаг на -ю ступеньку делается с -й, -й или -й, поэтому .
Шаг 3. Ступенька сломана, на неё наступать нельзя, поэтому — через неё путь не продолжается.
Шаг 4. Первые значения: , ( или ), (, , , ).
Шаг 5. Дальше считаем по порядку: (сломана); ; ; ; ; ; .
Ответ: 106
Число записали в виде суммы нескольких (не менее двух) различных натуральных чисел и перемножили эти слагаемые. Найдите наибольшее возможное значение произведения.
Идея: чтобы произведение было большим, слагаемых должно быть много и они должны быть близки друг к другу, а бесполезна.
Шаг 1. Слагаемое не нужно: прибавив его к наибольшему слагаемому , увеличим произведение, потому что .
Шаг 2. Большое слагаемое выгодно разбить на два меньших: например, , а . Поэтому берём как можно больше подряд идущих чисел, начиная с .
Шаг 3. ; если добавить следующее число , сумма станет и превысит .
Шаг 4. Оставшиеся единицы прибавим по одной к наибольшим слагаемым (числа остаются различными): .
Шаг 5. Произведение: .
Проверка: слагаемые различны, их сумма .
Ответ: 72576
Даны числа , запись которых состоит только из единиц. Сколько цифр в наименьшем из них, делящемся на ?
Идея: большие числа делить не нужно — следим только за остатками от деления на ; где остаток станет , там и ответ.
Шаг 1. Каждое следующее число получается из предыдущего так: умножаем на и прибавляем (например, ).
Шаг 2. Поэтому следующий остаток = остаток от деления () на . Например, , остаток от деления на равен .
Шаг 3. Остатки для чисел из единиц: .
Шаг 4. Впервые остаток равен на -м месте, то есть число из единиц — наименьшее, делящееся на .
Ответ: 18
Найдите сумму всех натуральных делителей числа .
Идея: не выписываем делители по одному: раскладываем число на простые множители и находим сумму как произведение скобок.
Шаг 1. Разложим на простые множители: .
Шаг 2. Каждый делитель получается, если взять по одной степени каждого простого (начиная с нулевой) и перемножить. Поэтому при раскрытии скобок вида каждый делитель появляется ровно один раз. Например, : .
Шаг 3. Сумма всех делителей числа : .
Ответ: 1344
Сколько натуральных чисел от до не являются ни точными квадратами, ни точными кубами? (Например, — точный квадрат, — точный куб.)
Идея: сначала считаем числа, которые являются квадратами или кубами, и вычитаем их из всех чисел; числа, которые одновременно квадраты и кубы, нельзя считать дважды.
Шаг 1. Точные квадраты: , потому что , а . Всего .
Шаг 2. Точные кубы: , потому что , а . Всего .
Шаг 3. Одновременно квадраты и кубы — шестые степени (например, ): . В шагах 1 и 2 они посчитаны дважды, их .
Шаг 4. Квадратов или кубов: .
Шаг 5. Остальных чисел: .
Ответ: 28756
Найдите двузначное число, образованное двумя последними цифрами числа .
Идея: последние две цифры произведения зависят только от последних двух цифр множителей; у степеней последние две цифры с какого-то момента начинают повторяться.
Шаг 1. При умножении последние две цифры зависят только от последних двух цифр множителей, поэтому вместо можно взять .
Шаг 2. Чтобы найти последние две цифры следующей степени, умножаем последние две цифры предыдущей на и оставляем только две последние цифры: например, , то есть оканчивается на .
Шаг 3. Последние две цифры степеней : .
Шаг 4. оканчивается на , а при умножении на число, оканчивающееся на , последние две цифры не меняются. Поэтому последние две цифры повторяются через каждые шагов.
Шаг 5. , поэтому последние две цифры такие же, как у : .
Ответ: 39
Найдите остаток от деления суммы на . (Напомним: .)
Идея: начиная с некоторого места все факториалы делятся на , поэтому остаток определяют только первые несколько слагаемых.
Шаг 1. не делится на , а — делится.
Шаг 2. Каждый следующий факториал содержит произведение (например, ), поэтому все слагаемые делятся на — к остатку они ничего не добавляют.
Шаг 3. Остаются первые слагаемые: .
Шаг 4. , то есть остаток равен .
18
Карандаш стоит тенге, ручка — тенге. Арман купил несколько карандашей и несколько ручек ровно на тенге (того и другого хотя бы по одному). Сколько существует вариантов покупки (по количеству карандашей и ручек)?
Идея: находим одно решение; остальные получаются заменой карандашей на ручек (и то и другое стоит тенге).
Шаг 1. Пусть куплено карандашей и ручек: , где , .
Шаг 2. На ручки ушло тенге, поэтому это число должно делиться на . Проверяем : впервые при получаем , то есть .
Шаг 3. У двух решений разность значений должна делиться на , потому что и взаимно просты (общий делитель только ). Если увеличить на , то уменьшится на .
Шаг 4. Поэтому ; в последнем , а в следующем уже не будет положительным.
Шаг 5. Число вариантов: .
Ответ: 9
На столе лежат камней. Двое ходят по очереди: за ход можно взять от до камней. Взявший последний камень ПРОИГРЫВАЕТ. Сколько камней должен взять первый игрок первым ходом, чтобы выиграть при любой игре соперника?
Идея: рассуждаем с конца игры: если оставить сопернику камень, он проиграет; а дальше играем так, чтобы за каждые два хода (его и наш) бралось ровно камней.
Шаг 1. Если у соперника остался камень, он вынужден его взять и проигрывает.
Шаг 2. Если оставить ему камней, он тоже проиграет: он берёт (), мы берём , и у него снова камень.
Шаг 3. Так же выигрывает тот, кто оставляет сопернику камней — у этих чисел остаток при делении на .
Шаг 4. . Если первый возьмёт , останется — выигрышное число. При любом другом ходе так же сможет выиграть соперник.
Ответ: 8
В магазине рис продаётся только мешками по кг и по кг (мешки вскрывать нельзя). Некоторые веса купить точно невозможно, например кг. Какой наибольший целый вес (в кг) нельзя купить точно?
Идея: разобьём веса на группы по остатку от деления на : если какой-то вес набирается, то, добавляя мешки по кг, наберём и все большие веса из той же группы.
Шаг 1. Добавление мешка в кг не меняет остаток веса при делении на . Поэтому остаток определяется только числом мешков по кг.
Шаг 2. При получаем : . Их остатки от деления на : — все разные, то есть каждый остаток встречается ровно один раз.
Шаг 3. Для веса с тем же остатком, что у , нужно не меньше мешков по кг (если меньше, то по шагу 2 остаток будет другим). Поэтому веса , , , … набрать можно, а меньшие веса с тем же остатком — нельзя. Назовём «границей» этой группы.
Шаг 4. Наибольшая граница: . Вес на кг меньше её набрать нельзя: .
Шаг 5. Любой вес больше не меньше границы своей группы, поэтому его набрать можно.
Ответ: 35
В магическом квадрате суммы чисел в каждой строке, каждом столбце и на обеих диагоналях одинаковы. В магическом квадрате на рисунке показаны только три числа. Какое число стоит на месте знака вопроса?
Идея: в магическом квадрате общая сумма равна утроенному центральному числу, а сумма двух крайних чисел на линии через центр — удвоенному центральному.
Шаг 1. Обозначим центральное число , сумму каждой линии . Сумма трёх строк — это сумма всех девяти чисел, то есть .
Шаг 2. 4 линии через центр (средняя строка, средний столбец, две диагонали) содержат все девять чисел по разу и центральное ещё раза: , то есть . Поэтому сумма двух крайних чисел такой линии равна .
Шаг 3. Из среднего столбца: верхнее среднее число равно . Из верхней строки: , поэтому , а .
Шаг 4. Число на месте знака вопроса из диагонали: .
Проверка: верхняя строка: .
Ответ: 9
Первый член последовательности , а каждый следующий равен сумме квадратов цифр предыдущего (например, после идёт ). Найдите .
Идея: считаем члены, пока какое-то число не повторится; дальше последовательность повторяется одной и той же группой, поэтому далёкий член находим через остаток от деления.
Шаг 1. Например, .
Шаг 2. Продолжаем так же: .
Шаг 3. — число повторилось. Так как следующий член зависит только от предыдущего, начиная с последовательность повторяется группами по членов: .
Шаг 4. Чтобы дойти до , от нужно сделать шагов. : проходит полных групп и остаётся ещё шагов.
Шаг 5. Значит, .
20
Сколько существует пятизначных чисел, произведение цифр которых равно ?
Идея: сначала находим, какие наборы цифр подходят, а затем считаем, сколькими способами можно расставить цифры каждого набора.
Шаг 1. Нулей среди цифр нет, иначе произведение было бы . Разложим на простые множители: .
Шаг 2. Записываем как произведение цифр от до (цифру тоже можно использовать). Все наборы (цифры по возрастанию): ; ; ; ; ; .
Шаг 3. различных цифр можно расставить способами. Если цифры повторяются, делим на факториалы чисел повторений (перестановка одинаковых цифр не меняет число). Например, .
Шаг 4. Количество чисел для каждого набора: — ; — ; — ; — ; — ; — .
Шаг 5. Всего: .
Ответ: 180
Сколько всего треугольников на рисунке? (Считаются треугольники любого размера.)
Идея: каждый треугольник полностью задаётся двумя вещами: какие два отрезка из верхней вершины — его боковые стороны и какой горизонтальный отрезок — его основание.
Шаг 1. На рисунке отрезка из верхней вершины (две боковые стороны и отрезка внутри) и параллельных горизонтальных отрезков (основание и ещё ).
Шаг 2. У любого треугольника одна сторона лежит на горизонтальном отрезке: две стороны не могут быть горизонтальными, потому что параллельные отрезки не пересекаются.
Шаг 3. Две другие стороны лежат на отрезках из вершины: три отрезка из вершины пересекаются в одной точке и треугольника не образуют.
Шаг 4. Выбор двух отрезков из вершины: каждый отрезок соединяем в пару с одним из остальных, каждая пара считается дважды — способов. Горизонтальный отрезок выбираем способами.
Шаг 5. Всего: .
Ответ: 30
Сторона клетки равна см. Сколько квадратных сантиметров составляет площадь закрашенного четырёхугольника на рисунке?
Идея: заключаем четырёхугольник в прямоугольник по линиям сетки, а затем из площади прямоугольника вычитаем площади четырёх прямоугольных треугольников в углах.
Шаг 1. Каждая вершина четырёхугольника лежит на стороне прямоугольника . Площадь прямоугольника: см².
Шаг 2. Вне четырёхугольника остаются четыре прямоугольных треугольника. Считая клетки, находим их катеты (стороны прямого угла): .
Шаг 3. Площадь прямоугольного треугольника — половина произведения катетов (он составляет половину прямоугольника): , , , .
Шаг 4. Площадь четырёх треугольников: см².
Шаг 5. Площадь четырёхугольника: см².
Ответ: 26
В треугольнике : , . На стороне взята точка так, что . Найдите в градусах.
Идея: в равнобедренном треугольнике углы при основании равны, а сумма углов любого треугольника равна ; применяем эти правила к треугольникам на рисунке.
Шаг 1. Треугольник равнобедренный (), его основание , поэтому .
Шаг 2. равнобедренный (), поэтому углы при основании равны: .
Шаг 3. Отрезок делит угол на две части: .
Проверка: в треугольнике . Это внешний угол треугольника , он должен быть — верно.
15
Сколько раз в промежутке от ч до ч часовая и минутная стрелки совпадают?
Идея: следим, на сколько градусов минутная стрелка «опережает» часовую: это опережение каждый час растёт на одну и ту же величину.
Шаг 1. Минутная стрелка за час делает полный оборот (), а часовая за час поворачивается на . Поэтому минутная «догоняет» часовую на в час.
Шаг 2. В ч минутная стрелка стоит на , а часовая — на , то есть часовая впереди на . Если считать по ходу часов, минутная опережает её на .
Шаг 3. За ч это опережение вырастет до градусов.
Шаг 4. Стрелки совпадают, когда опережение равно 360°, 720°, … (через каждые 360°).
Шаг 5. Таких значений между и : — всего .
Ответ: 10
января года — пятница. Сколько раз за – годы (всего лет) -е число месяца приходится на пятницу? (Високосные годы — годы, делящиеся на ; в их феврале дней.)
Идея: в неделе дней, поэтому день недели -го числа от месяца к месяцу сдвигается на остаток от деления длины месяца на ; так и идём от месяца к месяцу.
Шаг 1. января — через дней после января, а , поэтому день недели сдвигается на вперёд. В году января — пятница, поэтому января — среда.
Шаг 2. -е следующего месяца наступает через столько дней, сколько дней в месяце. дней — ровно недели, поэтому если в месяце день, день недели сдвигается на , если — на , если — на , а если — не меняется.
Шаг 3. января следующего года: , поэтому после обычного года сдвиг на день, после високосного — на .
Шаг 4. Для каждого года (в скобках — день недели января) месяцы, где -е — пятница: (пятница): август; (суббота): май; (воскресенье, високосный): январь, апрель, июль; (вторник): сентябрь, декабрь; (среда): июнь.
Шаг 5. Всего: .
8
Из чисел выбрали несколько так, что сумма никаких двух выбранных чисел не делится на . Какое наибольшее количество чисел можно выбрать?
Идея: разбиваем числа на группы по остаткам от деления на : делимость суммы двух чисел зависит только от их остатков.
Шаг 1. Сумма двух чисел делится на ровно тогда, когда сумма их остатков равна или . Например, числа с остатком () и с остатком () брать вместе нельзя.
Шаг 2. Поэтому из двух групп с остатками и берём числа только одной — целиком бо́льшую: () и () → ; () и () → ; () и () → ; () и () → . Сумма двух чисел из одной такой группы на не делится.
Шаг 3. Из чисел, делящихся на (остаток ), берём не больше одного, потому что сумма двух таких тоже делится на . Из чисел с остатком тоже не больше одного ().
Шаг 4. Всего: .
Ответ: 18
Выписали подряд все натуральные числа от до . Найдите сумму всех выписанных цифр.
Идея: складываем цифры не по числам, а по разрядам: в полном блоке каждая цифра встречается в каждом разряде одинаковое число раз.
Шаг 1. Запишем числа от до четырьмя цифрами, дописав нули впереди (); нули сумму не меняют. Это чисел.
Шаг 2. В разряде тысяч каждая из цифр встречается раз (например, — в числах –): .
Шаг 3. В каждом из разрядов сотен, десятков и единиц цифр, и каждая цифра (от до ) встречается одинаково — раз. , поэтому: .
Шаг 4. Оставшиеся числа ( числа): цифра в разряде тысяч раза — ; последние цифры — как у чисел : сумма единиц , сумма десятков .
Шаг 5. Всего: .
Ответ: 60319
Пешеход идёт с постоянной скоростью по прямой дороге. По этой дороге в обоих направлениях с одной и той же постоянной скоростью ходят автобусы, которые в обоих направлениях выходят с конечных остановок через одинаковые промежутки времени. Каждые мин пешехода обгоняет автобус, а каждые мин ему навстречу попадается автобус. Через сколько минут автобусы выходят с конечной остановки?
Идея: расстояние между соседними автобусами постоянно; догоняющий автобус приближается к пешеходу с разностью скоростей, встречный — с суммой.
Шаг 1. Примем расстояние между соседними автобусами одного направления за («часть»). Скорость автобуса — , пешехода — (сколько частей в минуту).
Шаг 2. Догоняющий автобус приближается со скоростью и проходит часть за мин: .
Шаг 3. Встречный приближается со скоростью и проходит часть за мин: .
Шаг 4. Сложим два равенства, исчезнет: , .
Шаг 5. Интервал между автобусами — время, за которое автобус проходит часть: мин.
Проверка: — пешеход действительно идёт вперёд.
Ответ: 5
Три охотника сели обедать: у Аскара было лепёшек, у Болата — , у Даурена — (лепёшки одинаковые). К ним присоединились два путника без хлеба. Все пятеро съели весь хлеб поровну. За съеденный хлеб путники заплатили охотникам всего тенге. Сколько тенге должен получить Аскар, если каждый охотник получает деньги пропорционально хлебу, отданному путникам?
Идея: охотник получает деньги только за хлеб, отданный путникам; за то, что он съел сам, никто не платит.
Шаг 1. Всего лепёшка, пятеро разделили поровну: каждый съел .
Шаг 2. Каждый охотник сам съел , остальное отдал путникам: , , .
Шаг 3. Путникам отдано всего — ровно столько, сколько съели два путника ().
Шаг 4. «Цена» одной лепёшки: тенге.
Шаг 5. Аскар отдал : тенге.
Проверка: три охотника получают: тенге.
Ответ: 6090
На столе стоят стаканов, перевёрнутых вверх дном. За один ход можно перевернуть любые ровно стаканов. За какое наименьшее число ходов можно поставить все стаканы правильно (дном вниз)?
Идея: рассматриваем общее число переворотов за все ходы: оно не меньше числа стаканов и той же чётности, что число стаканов.
Шаг 1. Чтобы в конце стакан стоял правильно, его нужно перевернуть нечётное число раз ().
Шаг 2. За ходов делается переворотов. Это сумма нечётных чисел, поэтому оно не меньше , а так как — нечётное, оно тоже должно быть нечётным.
Шаг 3. Проверяем меньшее число ходов: : (меньше ); : (другая чётность) — условие не выполняется. Значит, нужно не меньше ходов.
Шаг 4. За хода это сделать можно: 1-й ход: переворачиваем перевёрнутых → перевёрнутых остаётся ; 2-й ход: переворачиваем перевёрнутых и стоящих правильно → перевёрнутых остаётся ; 3-й ход: переворачиваем перевёрнутых → перевёрнутых остаётся .
Ответ: 3
Из цифр выбрали четыре различные и подставили вместо букв в выражение (каждая цифра используется не более одного раза). Найдите наибольшее возможное значение выражения.
Идея: дробь растёт, когда числитель увеличивается, а знаменатель уменьшается, поэтому в числители ставим самые большие цифры, в знаменатели — самые маленькие.
Шаг 1. Если цифра в числителе меньше цифры в знаменателе или неиспользованной цифры, то, поменяв их, увеличим сумму (числитель растёт, знаменатель уменьшается). Поэтому в числители нужны две наибольшие цифры (), в знаменатели — две наименьшие ().
Шаг 2. Расставить их можно двумя способами: , а . Выгоднее поставить больший числитель над меньшим знаменателем.
Шаг 3. Значит, наибольшее значение выражения: .
По кругу стоят ребёнка с номерами от до . Счёт начинается с первого: первый остаётся, второй выбывает, третий остаётся, четвёртый выбывает и т. д. — по кругу (много раз) выбывает каждый второй из оставшихся. Какой номер у последнего оставшегося?
Идея: если детей (степень двойки), то последним остаётся тот, с кого начинается счёт. Поэтому ищем момент, когда после выбывания нескольких детей останется степень двойки.
Шаг 1. Например, пусть детей : за первый круг выбывают , остаются , счёт снова начинается с ; затем выбывают , остаются ; наконец выбывает — остаётся ребёнок .
Шаг 2. В общем случае, если детей — степень двойки, за каждый круг выбывает ровно половина и следующий круг снова начинается с того же ребёнка, поэтому он остаётся последним.
Шаг 3. Наибольшая степень двойки, не превосходящая , — : .
Шаг 4. Когда выбудут первые ребёнка (), останется ребёнка, а счёт продолжится с номера (он остаётся).
Шаг 5. По шагам 1–2 последним останется ребёнок номер .
Ответ: 45
Ерлан взбежал вверх по движущемуся вверх эскалатору, наступая на каждую ступеньку, и насчитал ступеньки. Во второй раз он бежал в два раза быстрее (по тому же эскалатору) и насчитал ступенек. Сколько ступенек на видимой части неподвижного эскалатора?
Идея: ступеньки, на которые наступил Ерлан, плюс ступеньки, которые «провёз» эскалатор, — это всегда все видимые ступеньки; путь эскалатора пропорционален времени.
Шаг 1. Обозначим число видимых ступенек . В первый раз Ерлан наступил на ступеньки, на остальные его поднял эскалатор.
Шаг 2. Во второй раз он наступил на ступенек, эскалатор поднял его на .
Шаг 3. Сравним время: в первый раз Ерлан сделал шага, во второй — шагов, но в два раза быстрее, это как медленных шагов. Поэтому второе время составляет первого.
Шаг 4. Во столько же раз меньше проехал эскалатор: .
Шаг 5. Умножим обе части на : , , , .
Проверка: в первый раз эскалатор провёз его на ступенек, во второй — на ; — верно.
Ответ: 72
Сколько существует различных треугольников с натуральными длинами сторон и периметром ? (Треугольники, отличающиеся только порядком сторон, считаются одинаковыми.)
Идея: записываем стороны по возрастанию, находим возможные значения наибольшей стороны, а затем для каждого значения считаем две другие стороны.
Шаг 1. Пусть стороны ( — наибольшая), . При таком порядке один треугольник не считается дважды.
Шаг 2. Неравенство треугольника: сумма двух сторон больше третьей, то есть . Здесь , поэтому , .
Шаг 3. — наибольшая сторона, поэтому , . Значит, .
Шаг 4. Для каждого считаем пары с , . Например, при : : , , , , , , . По всем : : ; : ; : ; : ; : .
Шаг 5. Всего: .
Ответ: 19
Сколько существует пар натуральных чисел , для которых и ?
Идея: и — делители числа ; для каждого простого множителя выбираем его степени в и в отдельно.
Шаг 1. НОК — наименьшее общее кратное, то есть наименьшее число, которое делится и на , и на . Разложим на простые множители: .
Шаг 2. Для каждого простого : если в оно входит в степени , то в и его степени от до , а бо́льшая из них равна ровно (в НОК берётся бо́льшая степень). Например, для степени (в , в ): — вариантов.
Шаг 3. В общем случае: в степень , в — от до : ; наоборот — ещё ; случай, когда обе равны , посчитан дважды: . По простым: : , : , : .
Шаг 4. Выбор для разных простых независим, поэтому упорядоченных пар: .
Шаг 5. Среди них только в паре числа равны, остальные посчитаны дважды как и . Пар с : .
32
На две клетки доски из строк и столбцов нужно поставить двух одинаковых шахматных коней так, чтобы они не били друг друга. Сколькими способами это можно сделать? (Конь ходит буквой «Г»: на клетки в одном направлении и на — в перпендикулярном.)
Идея: считаем все способы поставить коней и вычитаем те, где кони бьют друг друга.
Шаг 1. Всего клеток . Первого коня можно поставить на клеток, второго — на оставшихся; кони одинаковые, поэтому каждая расстановка посчитана дважды: способов.
Шаг 2. Два коня, бьющие друг друга, всегда стоят в противоположных углах прямоугольника или . В каждом таком прямоугольнике ровно бьющие пары (по двум «диагоналям»).
Шаг 3. У прямоугольника из строк и столбцов верхнюю строку выбираем способами, левый столбец — способами: . Так же для строк и столбцов: .
Шаг 4. Бьющих пар: .
Шаг 5. Небьющих расстановок: .
Ответ: 373
Круг разбит на секторов, секторы занумерованы. Каждый сектор нужно покрасить в один из цветов так, чтобы любые два соседних сектора были разного цвета (использовать все цвета не обязательно). Сколькими способами это можно сделать?
Идея: «разрежем» круг в одном месте и вытянем секторы в полоску. Раскраски полоски считать легко, а из них нужно убрать «лишние», где крайние секторы одного цвета.
Шаг 1. — число раскрасок полоски из клеток, в которой соседние клетки разного цвета. Первую клетку красим в любой из цветов, каждую следующую — в любой из цветов, кроме цвета предыдущей, поэтому .
Шаг 2. — число правильных раскрасок круга из секторов. Разрежем круг между первым и последним секторами — получится полоска. Если крайние клетки полоски разного цвета, это правильная раскраска круга ( способов).
Шаг 3. Если крайние клетки одного цвета, «склеим» их в один сектор — получится правильная раскраска круга из секторов ( способов). Поэтому , то есть .
Шаг 4. Три сектора попарно соседние, поэтому все три разного цвета: .
Шаг 5. Применяем формулу по очереди, пока не дойдём до :
Ответ: 6564
Сколько существует пятизначных чисел, цифры которых слева направо строго возрастают (каждая цифра больше предыдущей)? Например, — такое число.
Идея: число с возрастающими цифрами полностью определяется набором своих цифр: выбранные цифры можно записать по возрастанию только одним способом.
Шаг 1. Цифры в таком числе нет, потому что как наименьшая она стояла бы на первом месте, а число не может начинаться с нуля. Значит, цифры берутся из — всего цифр.
Шаг 2. Выбираем любые различных цифр и записываем их по возрастанию. Например, цифры дают только число .
Шаг 3. Поэтому чисел столько же, сколько способов выбрать цифр из : если выбирать по порядку, было бы способов; но один и тот же набор из элементов посчитан раз (в разном порядке), поэтому делим: .
Ответ: 126
Сколько существует четырёхзначных чисел, у которых сумма первых двух цифр на больше суммы последних двух?
Идея: разделим число на две половины: первые две цифры и последние две. Для каждой половины найдём, сколько пар цифр имеют данную сумму, перемножим соответствующие количества и всё сложим.
Шаг 1. Пусть число (, потому что число четырёхзначное). Условие: . Обозначим сумму последних двух цифр , тогда .
Шаг 2. Число пар с суммой : при их (например, : ), при их (например, : ).
Шаг 3. Пары с суммой , : при их (пара не годится; например, сумма : ), при их .
Шаг 4. При одном и том же любая пара первой половины сочетается с любой парой второй, поэтому количества перемножаем. меняется от до (сумма должна быть от до ):
.
Ответ: 519
Найдите наименьшее натуральное число, все цифры которого различны, а сумма цифр равна .
Идея: чем меньше цифр, тем меньше число; а при одинаковом числе цифр левые цифры должны быть как можно меньше.
Шаг 1. Сумма различных цифр не больше , а это меньше . Значит, нужно хотя бы цифры, а -значное число меньше любого более длинного — ищем -значное.
Шаг 2. Цифры среди них нет: если её взять, сумма остальных цифр не дотянет до . Чтобы число было наименьшим, пишем цифры по возрастанию и слева направо выбираем каждую как можно меньше.
Шаг 3. Первая цифра: сумма следующих цифр не больше , поэтому эта цифра не меньше . Берём наименьшее возможное: , остаток суммы .
Шаг 4. Вторая цифра: сумма следующих цифр не больше , поэтому эта цифра не меньше . Берём наименьшее возможное: , остаток суммы .
Шаг 5. Третья цифра: следующая цифра не больше , поэтому эта цифра не меньше . Берём наименьшее возможное: , остаток суммы .
Шаг 6. Четвёртая (последняя) цифра равна оставшейся сумме: .
Проверка: , все цифры различны.
Ответ: 3789
Для скольких натуральных значение дроби является целым числом?
Идея: выделим из числителя несколько знаменателей и запишем дробь в виде «целое число + простая дробь».
Шаг 1. , а . Поэтому и .
Шаг 2. — целое, поэтому дробь целая, только если целое, то есть — делитель числа .
Шаг 3. натуральное, то есть , поэтому .
Шаг 4. Все делители числа : . Из них больше : .
Шаг 5. Вычитая из каждого , получаем значения : — всего .
Проверка: при получаем — целое число.
9
На плоскости отмечены точек в виде квадратной решётки (расстояния между соседними точками одинаковы). Сколько существует квадратов с вершинами в этих точках? Считаются и «наклонные» квадраты, стороны которых не параллельны линиям решётки (на рисунке — пример).
Идея: впишем каждый квадрат в наименьший «охватывающий» квадрат со сторонами по линиям решётки и посчитаем сначала охватывающие квадраты, а потом квадраты внутри каждого.
Шаг 1. Пусть сторона охватывающего квадрата шагов решётки, . Его левый верхний угол можно поставить в позиций по горизонтали и в по вертикали, поэтому таких квадратов .
Шаг 2. Четыре вершины квадрата внутри охватывающего квадрата со стороной лежат на его четырёх сторонах на одинаковом расстоянии от углов (при обходе в одну сторону), . — сам охватывающий квадрат. Квадрат на рисунке: , .
Шаг 3. Значит, каждому охватывающему квадрату соответствует ровно квадратов, а у каждого квадрата охватывающий квадрат один.
Шаг 4. Складываем «» по всем : .
Ответ: 196
Выписали все несократимые дроби, большие , меньшие , со знаменателем не больше (например, , ). Сколько всего дробей выписано?
Идея: для каждого знаменателя посчитаем числители, не имеющие с общих делителей (взаимно простые), и сложим.
Шаг 1. Дробь больше и меньше , поэтому . Несократима — значит, у и нет общих делителей, кроме . Разные несократимые дроби — разные числа, поэтому ни одна не посчитана дважды.
Шаг 2. Для простого () подходят все числителей.
Шаг 3. Для составного вычёркиваем числители, имеющие общий делитель с . Например, : вычёркиваем и , остаются — числителей.
Шаг 4. Число числителей для каждого знаменателя (: количество): .
Шаг 5. Всего: .
63
Сколько решений в натуральных числах имеет уравнение ? (Пары и при считаются разными.)
Идея: приведём уравнение к виду «произведение двух скобок = число»; тогда каждое решение соответствует одному делителю числа .
Шаг 1. , поэтому ; аналогично .
Шаг 2. Умножим обе части на : , то есть . Прибавим к обеим частям и разложим на множители: .
Шаг 3. — натуральный делитель числа ; тогда . Обратно, каждый делитель даёт одно решение. Значит, решений столько, сколько делителей у .
Шаг 4. . В делителе степень каждого простого выбираем отдельно: степень от до — способов; степень от до — способов.
Шаг 5. Число делителей: .
Проверка: при : , : .
25
Сколькими способами можно поставить на доску двух одинаковых королей так, чтобы они не били друг друга? (Король бьёт клетки, соседние по стороне или по вершине.)
Идея: сначала посчитаем все способы поставить двух королей, а затем вычтем случаи, когда короли стоят в соседних клетках (бьют друг друга).
Шаг 1. На доске клеток. Для первого короля клеток, для второго ; короли одинаковые, поэтому каждая расстановка посчитана дважды — делим на : .
Шаг 2. Теперь посчитаем пары, бьющие друг друга, то есть стоящие в соседних клетках. Соседи по горизонтали: в каждой строке пар, строк : .
Шаг 3. По вертикали: в каждом столбце пар, столбцов : ещё .
Шаг 4. По диагонали: в каждом квадрате две диагональные пары, таких квадратов , то есть пар.
Шаг 5. Всего бьющих пар: .
Шаг 6. Искомое число — разность: .
Ответ: 9790
В шахматном турнире участвовали шахматистов, каждые двое сыграли одну партию. За победу — очко, за ничью — , за поражение — . Какое наибольшее число шахматистов могло набрать не меньше очков?
Идея: сначала через сумму очков ограничим число таких шахматистов сверху (оценка), затем покажем на примере, что ровно столько может быть.
Шаг 1. Пусть шахматистов набрали не меньше очков. Тогда вместе у них не меньше очков.
Шаг 2. Эти шахматистов сыграли между собой партий; в каждой партии двоим вместе даётся ровно очко, значит, из этих партий очков. Ещё каждый сыграл с остальными шахматистами — из этих партий не больше очков.
Шаг 3. Поэтому . Делим на : , то есть , , .
Шаг 4. Пример. шахматистов все партии между собой играют вничью, а остальных обыгрывают (партии остальных между собой — любые). Тогда каждый из них набирает очков, что не меньше .
Проверка: при получаем — невозможно, а для пример есть.
5
Каждый из друзей принёс по подарку. Подарки перемешали и раздали всем по одному. Сколькими способами можно раздать подарки так, чтобы никто не получил свой собственный подарок?
Идея: найдём правило (рекуррентную формулу), выражающее число способов для человек через числа для и человек, и посчитаем по нему.
Шаг 1. Пусть — искомое число способов для человек. , (двое меняются). Например, для трёх человек : получает подарок , — , — , или наоборот: .
Шаг 2. Теперь человек. Первый получает подарок кого-то другого, скажем , — вариантов. Возможны два случая.
Шаг 3. получает подарок первого — они «поменялись», остальные человек раздают между собой: способов.
Шаг 4. не получает подарок первого. Если считать подарок первого «запретным» для , то есть как бы «своим» подарком , получаем ту же задачу для человек: способов.
Шаг 5. Поэтому . Считаем по очереди:
Ответ: 1854
В коридоре лампочек с номерами , сначала все выключены. По коридору по очереди проходят люди с нечётными номерами: человек с номером (, ) щёлкает выключателем каждой лампочки, номер которой делится на (горящую гасит, погашенную зажигает). Сколько лампочек будет гореть, когда пройдут все?
Идея: лампочка горит, если на неё нажали нечётное число раз. Лампочку нажимают столько раз, сколько у нечётных делителей, — выясним, когда это число нечётно.
Шаг 1. Например, лампочку нажимают люди и — раза, она не горит; лампочку нажимают — раза, она горит.
Шаг 2. Запишем , где нечётно. Нечётные делители — это в точности делители .
Шаг 3. Разобьём делители на пары и . Без пары остаётся только , то есть когда . Поэтому число делителей нечётно, только если — точный квадрат (число, умноженное само на себя): .
Шаг 4. Тогда . При чётном число — точный квадрат; при нечётном — удвоенный квадрат (например, ).
Шаг 5. Квадраты: () — . Удвоенные квадраты: () — .
Шаг 6. Всего: .
32
В последовательности каждый член, начиная с третьего, равен предыдущему минус член перед ним: . Сумма первых членов равна , а сумма первых членов равна . Найдите сумму первых членов.
Идея: последовательность повторяется через каждые членов, а сумма шести подряд идущих членов равна . Поэтому длинную сумму заменяем короткой, зависящей от остатка.
Шаг 1. Пусть , . По правилу: , , , , , , … — последовательность повторяется через членов, и .
Шаг 2. Поэтому сумма первых членов зависит только от остатка при делении на : при остатках она равна соответственно .
Шаг 3. , поэтому ; , поэтому .
Шаг 4. Из равенства с одной буквой: .
Шаг 5. Подставим в другое равенство: , отсюда .
Шаг 6. , поэтому искомая сумма .
8
Даны пять различных натуральных чисел. Все их попарные суммы оказались такими: . Найдите наибольшее из данных чисел.
Идея: сначала найдём сумму всех пяти чисел, затем через наименьшую и наибольшую попарные суммы — среднее число, а потом наибольшее.
Шаг 1. Пусть числа . В десяти суммах каждое число встречается раза (по разу с каждым из остальных четырёх), поэтому .
Шаг 2. Наименьшая сумма — сумма двух наименьших чисел: ; наибольшая — двух наибольших: .
Шаг 3. Поэтому .
Шаг 4. Вторая по величине сумма — , потому что больше неё только (в остальных суммах либо нет , либо вместо стоит меньшее число). Значит, .
Проверка: , поэтому , , . Попарные суммы чисел — ровно данные десять чисел.
55
Сколько существует шестизначных чисел, в записи которых ровно две различные цифры? (Например, и .)
Идея: разберём два случая — есть ли среди двух цифр или нет ( не может стоять первым).
Шаг 1. Случай 1: среди двух цифр нет . Пару цифр выбираем из : способов (делим на два, потому что порядок в паре не важен).
Шаг 2. На каждое из мест — одна из двух цифр: записей. В из них используется только одна цифра (все одинаковые), их убираем: . В случае 1 всего .
Шаг 3. Случай 2: одна из цифр , другая ( способов). Первая цифра — только , на остальные мест — или : записей, из них «все » не годится (нуля нет): .
Шаг 4. В случае 2 всего . Складываем случаи: .
Ответ: 2511
Окружность разделена на равных дуг, точки деления отмечены. Сколько существует остроугольных треугольников с вершинами в этих точках?
Идея: посчитаем все треугольники и вычтем прямоугольные и тупоугольные.
Шаг 1. Всего треугольников — выбрать точки из : если выбирать по порядку, было бы способов; но один и тот же набор из элементов посчитан раз (в разном порядке), поэтому делим: .
Шаг 2. Вписанный угол равен половине дуги, на которую он опирается (противолежащей дуги). Поэтому угол прямой, если эта дуга — ровно полуокружность, и тупой, если она больше полуокружности.
Шаг 3. У прямоугольного треугольника одна сторона — диаметр. Диаметров , к каждому третью вершину берём из остальных точек: .
Шаг 4. У тупоугольного треугольника все три вершины лежат на дуге меньше полуокружности. Пусть — первая из них при обходе против часовой стрелки; две другие лежат среди точек, следующих за . — способов, две вершины — : .
Шаг 5. Остроугольных: .
Ответ: 112
В большую коробку положили коробок поменьше. Затем в некоторые из них положили ещё по коробок, потом в некоторые из новых — ещё по , и так далее. В итоге пустых коробок оказалось . Сколько всего коробок (включая большую)?
Идея: разделим коробки на «непустые» и «пустые» и выразим общее число коробок через число непустых.
Шаг 1. Пусть непустых коробок . В каждой ровно коробок, а каждая коробка, кроме большой, лежит ровно в одной коробке. Поэтому всего коробок.
Шаг 2. Пустые = все − непустые: . По условию .
Шаг 3. Отсюда , .
Шаг 4. Всего коробок: .
Проверка: пустых коробок — как в условии.
Ответ: 181
На плоскости проведены прямых и одна окружность. На какое наибольшее число частей они могут разбить плоскость?
Идея: добавляем линии по одной: новая линия делится точками пересечения с прежними на куски, и каждый кусок делит свою область на две.
Шаг 1. Если новая прямая пересекает прежние в точках, она делится на кусок и добавляет частей. Окружность с точками пересечения делится на дуг и добавляет частей.
Шаг 2. Сначала только прямые (нет параллельных, никакие три не проходят через одну точку): вначале часть, первая прямая добавляет , вторая , …, последняя : .
Шаг 3. Новая окружность пересекает каждую прямую не более чем в точках: окружность имеет точек пересечения, делится на дуг и добавляет частей.
Шаг 4. Наибольшее число: . Оно достигается, если все точки пересечения различны (например, окружность достаточно большая, чтобы пересечь все прямые).
Ответ: 53
Несколько учеников написали тест. Если бы к ним добавился ещё один ученик с результатом баллов, средний балл всех стал бы равен . А если бы вместо него добавился ученик с баллами, средний балл стал бы . Каков средний балл исходных учеников?
Идея: средний балл = сумма баллов : число учеников. В обоих случаях учеников одинаково (), поэтому при вычитании равенств неизвестная сумма исчезнет.
Шаг 1. Пусть исходных учеников , сумма их баллов . С добавленным учеником их , а сумма = среднее количество.
Шаг 2. Первый случай: . Второй случай: .
Шаг 3. Вычтем из первого второе: , то есть , , .
Шаг 4. . Средний балл: .
Проверка: — второе условие тоже выполнено.
Ответ: 79
Имеются гирь массами г (по одной каждой массы). Сколькими способами можно выбрать несколько гирь общей массой ровно г? (Можно взять и одну гирю; порядок выбранных гирь не важен.)
Идея: чтобы ничего не пропустить и не посчитать дважды, перечислим варианты по системе: сгруппируем их по самой тяжёлой гире.
Шаг 1. В каждом варианте записываем гири по убыванию (слагаемые различны и не больше ). Начинаем с самой тяжёлой гири и добираем остаток более лёгкими.
Шаг 2. Список по самой тяжёлой гире:
• самая тяжёлая г: —
• самая тяжёлая г: —
• самая тяжёлая г: —
• самая тяжёлая г: —
Шаг 3. Всего: способов.
Ответ: 12
В футбольном турнире каждая команда сыграла с каждой из остальных по одному разу. За победу дают очка, за ничью — , за поражение — . Все команды вместе набрали очка. Сколько матчей закончились вничью?
Идея: сначала по сумме очков определим число команд (а значит, и число матчей), затем посчитаем, сколько очков «теряет» каждая ничья.
Шаг 1. Пусть команд . Каждые две команды играют один раз, поэтому матчей .
Шаг 2. В матче с победой двум командам вместе дают очка (), в ничьей — (). Поэтому сумма очков от до .
Шаг 3. : , очков от до ; : , очков от до ; : , очков от до . При меньшем число ещё меньше, при большем ещё больше, поэтому для подходит только : .
Шаг 4. Если бы все матчи закончились победой, было бы очков. Каждая ничья даёт на очко меньше, поэтому ничьих .
Проверка: победы и ничьих: , матчей .
Ответ: 13
Используя каждую из цифр ровно один раз, составили все возможные четырёхзначные числа. Найдите их сумму.
Идея: не складываем числа по одному, а считаем, сколько раз каждая цифра стоит в каждом разряде (тысячи, сотни, десятки, единицы).
Шаг 1. Сначала возьмём все расстановки цифр, включая начинающиеся с : .
Шаг 2. Если закрепить цифру в разряде, остальные три цифры расставляются способами — в каждом разряде каждая цифра стоит раз. Сумма цифр в каждом разряде , сумма всех расстановок ().
Шаг 3. Но расстановок, начинающихся с , — это на самом деле трёхзначные числа из остальных трёх цифр. В них в каждом разряде каждая цифра стоит раза: сумма .
Шаг 4. Вычитаем их: .
Ответ: 128880
В выпуклом -угольнике проведены все диагонали, никакие три из них не пересекаются в одной точке. Сколько точек пересечения диагоналей лежит внутри многоугольника?
Идея: каждой внутренней точке пересечения соответствуют вершины многоугольника, и наоборот. Поэтому вместо точек считаем четвёрки вершин.
Шаг 1. В каждой внутренней точке пересечения пересекаются две диагонали, их конца — разные вершины многоугольника.
Шаг 2. Обратно, любые вершины образуют выпуклый четырёхугольник, его две диагонали пересекаются внутри ровно в одной точке (а стороны не пересекаются).
Шаг 3. Никакие три диагонали не проходят через одну точку, поэтому разные четвёрки дают разные точки. Значит, точек столько, сколько способов выбрать вершины из .
Шаг 4. Считаем: если выбирать по порядку, было бы способов; но один и тот же набор из элементов посчитан раз (в разном порядке), поэтому делим: .
Ответ: 715
Есть две свечи одинаковой длины. Первая сгорает полностью за ч, вторая — за ч (каждая сгорает равномерно). Свечи зажгли одновременно. Через сколько минут остаток второй свечи будет в раза длиннее остатка первой?
Идея: примем длину свечи за удобное число, делящееся на и на ; тогда укорачивание за час — целое число, а условие превращается в уравнение.
Шаг 1. Примем длину свечи за единиц ( — НОК чисел и , то есть наименьшее общее кратное). Первая укорачивается на в час, вторая — на .
Шаг 2. Через ч от первой остаётся , от второй . Условие: .
Шаг 3. Раскроем скобки: . Члены с соберём в одну сторону: , , ч.
Шаг 4. В минутах: мин.
Проверка: в этот момент от первой остаётся , от второй единиц, .
Ответ: 192
Сколько натуральных чисел, не превосходящих , можно представить в виде разности квадратов двух натуральных чисел? (Например, .)
Идея: используем разложение : у двух множителей одинаковая чётность, отсюда видно, какие числа получаются. Шаг 1. Пусть . , а разность множителей чётна. Поэтому они оба нечётны или оба чётны. Шаг 2. Оба нечётны — произведение нечётно; оба чётны — произведение делится на . Значит, числа с остатком при делении на () не представляются. Шаг 3. Нечётное число: , — все нечётные от и больше представляются. — нет, потому что . Шаг 4. Кратное : , — все кратные , начиная с , представляются. — нет: чётные множители только , тогда . Шаг 5. Считаем. Нечётных от до : , убираем : . Кратных : , убираем : . Всего: . 107
— сумма цифр числа . Найдите сумму всех натуральных , для которых (если такое число одно, запишите его).
Идея: лишь немного меньше , потому что сумма цифр мала. С помощью остатков от деления на оставим немного кандидатов и проверим их.
Шаг 1. , поэтому не более чем четырёхзначно и его сумма цифр не больше . Значит, .
Шаг 2. Число и его сумма цифр дают одинаковые остатки при делении на (например, и : у обоих остаток ). Поэтому имеет тот же остаток, что и .
Шаг 3. Остаток при делении на равен . Чтобы давало такой остаток, остаток должен быть (, его остаток ).
Шаг 4. Числа от до с таким остатком: . Проверяем: ; ✓; ✓; .
Шаг 5. Условие выполняется для чисел, их сумма: .
11391
Площадь треугольника равна . На сторонах , , взяты точки , , соответственно: , , . Найдите площадь треугольника .
Идея: треугольник — это то, что остаётся от после удаления трёх «угловых» треугольников (, , ). Площади угловых треугольников найдём через отношения сторон. Шаг 1. Если у двух треугольников общая высота, их площади относятся как основания. У и общая высота из вершины , поэтому . Шаг 2. Аналогично у и общая высота из вершины : . Значит, ; для двух других углов — так же. Шаг 3. От отношения к дроби: например, если , то состоит из равных частей, из них — это . Получаем , , , , , . Шаг 4. Три угловых треугольника: Шаг 5. . 116
При делении натурального числа на неполное частное в раза больше остатка. Найдите сумму всех таких натуральных чисел.
Идея: по правилу «делимое = делитель · частное + остаток» выразим число через остаток; возможных остатков немного.
Шаг 1. Пусть остаток , тогда частное . Число: .
Шаг 2. Остаток меньше делителя: . При число равно — не натуральное. Поэтому .
Шаг 3. Числа: . Сумма: ().
Проверка: : — частное , остаток , условие выполнено.
Ответ: 1650
Верёвку сложили пополам, сложенную верёвку снова сложили пополам и т. д. — всего раза. Затем сложенную верёвку разрезали ножницами поперёк в одном месте (не в местах сгибов). На сколько кусков распалась верёвка?
Идея: один разрез сложенной верёвки проходит сразу через все слои. Поэтому сначала найдём число слоёв, а затем — число разрезов на развёрнутой верёвке.
Шаг 1. При каждом складывании число слоёв удваивается: . После складываний — слоёв.
Шаг 2. Один разрез проходит через все слоёв, то есть на развёрнутой верёвке появляется разрезов. разрез — разрезов, все в разных точках.
Шаг 3. Верёвка с разрезами распадается на кусок (например, один разрез — два куска). Поэтому .
Проверка: если сложить один раз и разрезать в одном месте, получится кусок посередине и два крайних: — формула верна.
Ответ: 9
Из чисел нужно выбрать несколько так, чтобы никакое выбранное число не было вдвое больше другого выбранного. Какое наибольшее количество чисел можно выбрать?
Идея: разобьём числа на «цепочки удвоений»: пары «одно вдвое больше другого» — это только соседние члены одной цепочки, поэтому каждую цепочку рассматриваем отдельно.
Шаг 1. Для каждого нечётного цепочка: (не больше ). Например, : . Каждое число лежит ровно в одной цепочке (делим его на , пока не получим нечётное ).
Шаг 2. Два соседних члена цепочки длины нельзя брать вместе. Разобьём цепочку на соседние пары (1-й и 2-й, 3-й и 4-й, …): из каждой пары не больше одного числа — всего не больше (при чётном ) или (при нечётном).
Шаг 3. Столько взять можно: берём первый, третий, пятый, … члены. Например, из — .
Шаг 4. Цепочки: длины : цепочек, из каждой по ; длины : цепочки, из каждой по ; длины : цепочки, из каждой по ; длины : цепочка, из каждой по ; длины : цепочка, из каждой по .
Шаг 5. Всего: .
Ответ: 24