Ширина одной секции забора 1 метр. Секции можно скреплять между собой только внахлёст 10 см или 30 см (накладывать одну секцию на другую) и получать забор определённой длины.
а) Можно ли из этих секций собрать забор длиной 4,5 метра?
б) Можно ли из этих секций собрать забор длиной 5 метров?
в) Найдите наименьшую длину (в сантиметрах) забора, который можно собрать из таких секций, чтобы также можно было собрать забор любой длины см ().
Сборник Ященко 2027. Вариант №1
Решение:
Общая формула длины.
Пусть забор собран из секций. Между соседними секциями нахлёстов: пусть из них по 30 см, а остальные — по 10 см. Тогда длина забора (в сантиметрах):
Удобно думать так: если все нахлёсты по 10 см, длина равна . Каждая замена одного нахлёста «10» на «30» уменьшает длину на 20 см. Поэтому при данном получаются длины от (все нахлёсты по 30) до (все по 10) с шагом 20.
Пункт а). Нужно . Перебираем : при получаем , . Это допустимо, так как .
Пример: 6 секций, все 5 нахлёстов по 30 см: см. Ответ: да.
Пункт б). Нужно , т. е. , или .
- Чётность. чётно, нечётно, значит нечётно, т. е. нечётно.
- Неравенства. Из : , . Из : , , .
Значит, — но должно быть нечётным. Противоречие. Ответ: нет.
Для ответа «нет» нужно доказать, что ни при каком это невозможно. Мы получили два условия на (чётность и границы), и они несовместны.
Пункт в).
Какие длины получаются. Длина при нечётном делится на 20, а при чётном даёт остаток 10 при делении на 20. Выпишем промежутки (внутри каждого шаг 20):
| нечётное | длины | чётное | длины |
|---|---|---|---|
| 5 | от 380 до 460 | 6 | от 450 до 550 |
| 7 | от 520 до 640 | 8 | от 590 до 730 |
| 9 | от 660 до 820 | 10 | от 730 до 910 |
| 11 | от 800 до 1000 | 12 | от 870 до 1090 |
Начиная с (нечётные) соседние промежутки «стыкуются»: , а дальше они перекрываются (каждый следующий промежуток длиннее). Значит, все числа, кратные 20 и не меньшие 520, получаются, а 500 — нет.
Начиная с (чётные) тоже всё стыкуется: — конец одного промежутка и начало следующего. Значит, все числа вида , не меньшие 590, получаются, а 570 — нет.
Итак, выше 500 есть только две «дырки»: 500 и 570.
Оценка. Если , то среди чисел встретится 570 (длины кратны 10), а такой забор собрать нельзя. Значит, .
Пример. : числа кратны 20 и не меньше 520 — собираются; числа имеют вид и не меньше 590 — тоже собираются.
«Наименьшее значение» всегда доказывается в две части: оценка (меньше нельзя) и пример (это значение достигается).
Ответ: а) да; б) нет; в) 580 см.