Условие
Натуральное число n поочерёдно разделили с остатком на 3, на 4, на 6 и на 10 и сложили четыре полученных остатка. а) Может ли сумма остатков равняться 15? б) Может ли сумма остатков равняться 18? в) Найдите наименьшее n, для которого сумма остатков равна 17.
Подсказка
Остаток от деления на 6 определяет остатки от деления на 3 и на 2; как связаны чётности остатков?
Посчитайте, на сколько сумма остатков меньше своего наибольшего значения 19.
Показать ответ
а) да, например 17; б) нет; в) 29
Пошаговое решение
- Связи между остатками
Обозначим остатки r₃, r₄, r₆, r₁₀. Наибольшая сумма 2 + 3 + 5 + 9 = 19. Так как 3 и 2 делят 6, а 2 делит 4 и 10, то r₆ ≡ r₃ (mod 3) и r₄, r₆, r₁₀ имеют ту же чётность, что и n. Назовём недостачей D = 19 − (сумма).
- Пункт а: пример
n = 17: 17 = 3·5 + 2, 17 = 4·4 + 1, 17 = 6·2 + 5, 17 = 10·1 + 7, сумма 2 + 1 + 5 + 7 = 15. Ответ: да.
- Пункт б: недостача 1 невозможна
Сумма 18 значит D = 1. Если n чётно, то r₄ ≤ 2, r₆ ≤ 4, r₁₀ ≤ 8 и D ≥ 3. Если n нечётно, то r₄, r₆, r₁₀ нечётны, а наибольшие значения 3, 5, 9 тоже нечётны, поэтому их недостачи чётны; единичная недостача возможна только у r₃: r₃ = 1. Но тогда r₆ ≡ 1 (mod 3) и r₆ нечётно, то есть r₆ = 1, и D ≥ 1 + 4. Ответ: нет.
- Пункт в: разбираем недостачу 2
Сумма 17 значит D = 2. Если n чётно, то D ≥ 3. Пусть n нечётно. При r₃ = 1 получаем r₆ = 1 и D ≥ 5; при r₃ = 0 остаток r₆ кратен 3 и нечётен, r₆ = 3, и D ≥ 2 + 2. Значит, r₃ = 2, а r₆ ≡ 2 (mod 3) и нечётно, то есть r₆ = 5. Недостача 2 приходится на r₄ и r₁₀ (оба нечётны): либо r₄ = 1, r₁₀ = 9, либо r₄ = 3, r₁₀ = 7. В первом случае n ≡ 5 (mod 12) и n ≡ 9 (mod 10): из 5, 17, 29 подходит 29. Во втором n ≡ 11 (mod 12) и n ≡ 7 (mod 10): из 11, 23, 35, 47 подходит 47.
- Ответ и проверка
Все подходящие n — это 29 и 47 плюс кратные 60, наименьшее 29. Проверка: остатки 29 при делении на 3, 4, 6, 10 равны 2, 1, 5, 9, сумма 17. Типичная ошибка — считать остатки независимыми и искать n ≡ −1 «почти по всем» модулям, получая 47 и пропуская 29.
Ответ: а) да, например 17; б) нет; в) 29
Критерии оценивания (4 балла)
- 4
- Верно получены все четыре результата: (1) обоснованно решён пункт а — пример n = 17 с проверкой четырёх остатков; (2) обоснованно решён пункт б — с учётом связей между остатками доказано, что недостача 1 до суммы 19 невозможна; (3) в пункте в доказана оценка — разобраны все случаи недостачи 2 и показано, что n ≡ 29 или 47 (mod 60); (4) в пункте в приведён пример, на котором оценка достигается, — n = 29 с остатками 2, 1, 5, 9.
- 3
- Верно получены три результата из четырёх. Например, решены пункты а и б и в пункте в приведён пример (n = 29 с остатками 2, 1, 5, 9), 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 n = 17 с проверкой четырёх остатков; с учётом связей между остатками доказано, что недостача 1 до суммы 19 невозможна), 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 n = 17 с проверкой четырёх остатков), либо только приведён верный пример в пункте в (n = 29 с остатками 2, 1, 5, 9) без оценки, а остальные пункты не решены или решены неверно.
- 0
- Не выполнены условия начисления баллов по этой учебной рубрике.