Библиотека задач / Циклические последовательности

Уверенный уровень · школьники и взрослые

Семь чисел и равные суммы

Условие

Можно ли расставить по кругу семь целых чисел так, чтобы сумма любых трёх стоящих подряд чисел равнялась 1919? Числа разрешено повторять; тройки через место начала записи тоже учитываются.

О задаче · Уверенный уровень · школьники и взрослые
Тема
Циклические последовательности
Для кого
Уверенный уровень · школьники и взрослые
Уровень библиотеки
Следующий шаг · ориентир
Записать идею

Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.

Подсказка 1

Сравните суммы первой тройки и следующей за ней. Два слагаемых у них общие.

Подсказка 2

Вы получите равенство чисел, стоящих через три позиции. Проследите такие переходы по кругу из семи мест.

Разобрать решение по шагам
01

Уберите общие слагаемые

Обозначим числа a1,…,a7a_1,\ldots,a_7 и продолжим индексы циклически. Сравним две соседние тройки:

a1+a2+a3=a2+a3+a4.a_1+a_2+a_3=a_2+a_3+a_4.

Уберём общие слагаемые a2+a3a_2+a_3, получим a1=a4a_1=a_4. Такой же вывод работает с любого места: ai=ai+3a_i=a_{i+3}.

02

Замкните цепочку равенств

Шагая каждый раз на три места, мы посещаем позиции

1→4→7→3→6→2→5→1.1\to4\to7\to3\to6\to2\to5\to1.

Это все семь позиций. Следовательно, все числа в круге равны одному целому числу aa.

03

Вернитесь к требуемой сумме

Теперь любая тройка имеет сумму 3a3a. По условию 3a=193a=19, но 1919 не делится на 33. Целого решения нет. Равенство всех чисел получилось не из симметрии картинки, а из строгой цепочки равенств.

Равные соседние суммы связывают весь круг
01a₁+a₂+a₃ = a₂+a₃+a₄значит, a₁=a₄
021→4→7→3→6→2→5→1шаг на три обходит все места
033a = 19для целого a невозможно
Ответ

Нельзя

Главная идея

В соседних равных суммах полезно вычёркивать общую часть; полученная периодичность может связать все позиции.

Как заметить эту идею в другой задаче

Суммы соседних перекрывающихся блоков одинаковы. Вычтите две соседние суммы: общие элементы исчезнут, а оставшиеся дадут периодичность.

Возможная ошибка

Проверять только тройки, которые не пересекают условную границу между последним и первым числом.

Источник и примечания

Источник и редакция

А. В. Спивак. «Тысяча и одна задача по математике. 5–7 классы», 2002. С. 83, № 528. Условие пересказано, объяснение и дополнительное упражнение подготовлены для сайта.

Проверь себя

А если мест по кругу девять, можно ли сохранить сумму 1919?

Ответ к дополнительной задаче

Да. Повторите тройку 11, 55, 1313 три раза. Любые три последовательных числа, в том числе через стык круга, содержат по одному элементу этой тройки и дают 1919. Шаг на три теперь связывает только каждую третью позицию.

Продолжить тему: Уравнения в целых числах →
Учебная схема

Popov Academy · Библиотека задач

Семь чисел и равные суммы

https://popov.academy/library/olymp-seven-triples/

Условие

Можно ли расставить по кругу семь целых чисел так, чтобы сумма любых трёх стоящих подряд чисел равнялась 1919? Числа разрешено повторять; тройки через место начала записи тоже учитываются.

Дополнительная задача

А если мест по кругу девять, можно ли сохранить сумму 1919?