Условие
Сумма цифр натурального числа N равна 30. а) Может ли сумма квадратов цифр числа N быть равной 206? б) Может ли сумма квадратов цифр числа N быть равной 135? в) Найдите наибольшее возможное значение суммы квадратов цифр числа N.
Подсказка
Сравните чётность чисел d и d².
Что происходит с суммой квадратов, если одну цифру уменьшить на 1, а другую, не меньшую, увеличить на 1?
Показать ответ
а) да, например 25788; б) нет; в) 252
Пошаговое решение
- Пункт а: пример
Число 25 788: сумма цифр 2 + 5 + 7 + 8 + 8 = 30, сумма квадратов 4 + 25 + 49 + 64 + 64 = 206. Ответ: да.
- Пункт б: чётность
Число d² имеет ту же чётность, что и d (d² − d = d(d − 1) — произведение соседних чисел). Значит, сумма квадратов цифр той же чётности, что сумма цифр 30, то есть чётна. 135 нечётно. Ответ: нет.
- Пункт в: «раздвигаем» цифры
Пусть есть две цифры x ≤ y, обе от 1 до 8. Заменим их на x − 1 и y + 1: сумма цифр не изменится, а сумма квадратов изменится на (x − 1)² + (y + 1)² − x² − y² = 2(y − x) + 2 > 0. Значит, при наибольшей сумме квадратов не более одной цифры отлично от 0 и 9.
- Пункт в: оценка
Тогда цифры — несколько девяток, нули и одна цифра r от 0 до 8: 9m + r = 30, откуда m = 3, r = 3. Сумма квадратов не больше 3·81 + 9 = 252.
- Пример и проверка
Число 3999: сумма цифр 30, сумма квадратов 9 + 81 + 81 + 81 = 252 — оценка достигается. Типичная ошибка — считать, что для наибольшей суммы квадратов нужно больше цифр или цифры поровну (например, 6, 6, 6, 6, 6 дают только 180).
Ответ: а) да, например 25788; б) нет; в) 252
Критерии оценивания (4 балла)
- 4
- Верно получены все четыре результата: (1) обоснованно решён пункт а — пример числа 25 788 с проверкой суммы цифр и суммы квадратов; (2) обоснованно решён пункт б — доказано, что сумма квадратов цифр имеет ту же чётность, что и сумма цифр; (3) в пункте в доказана оценка — доказано, что сумма квадратов не больше 252 (замена пары цифр увеличивает сумму квадратов); (4) в пункте в приведён пример, на котором оценка достигается, — число 3999.
- 3
- Верно получены три результата из четырёх. Например, решены пункты а и б и в пункте в приведён пример (число 3999), но оценка не доказана или доказана с пробелом; либо пункт в решён полностью, а один из пунктов а, б не обоснован.
- 2
- Верно получены два результата из четырёх. Например, обоснованно решены только пункты а и б (пример числа 25 788 с проверкой суммы цифр и суммы квадратов; доказано, что сумма квадратов цифр имеет ту же чётность, что и сумма цифр), а в пункте в нет ни доказанной оценки, ни примера; либо в пункте в есть и оценка, и пример, а пункты а и б не решены.
- 1
- Верно получен один результат из четырёх. Например, только обоснованно решён пункт а (пример числа 25 788 с проверкой суммы цифр и суммы квадратов), либо только приведён верный пример в пункте в (число 3999) без оценки, а остальные пункты не решены или решены неверно.
- 0
- Не выполнены условия начисления баллов по этой учебной рубрике.