Математика · 6–7 классы · Зимний турнир Архимеда 2023

Задача 1.1. Лепестки: сумма побольше

Условие

Из лепестков сложен треугольник. Требуется заполнить лепестки на рисунке числами 11, 22 и 33 так, чтобы в каждом лепестке было записано ровно одно число и соблюдалось правило: если три лепестка касаются одного и того же чёрного кружочка, то числа в них либо все одинаковые, либо все разные. Вася заполнил числами 44 лепестка. Помогите ему заполнить все лепестки в соответствии с правилом, так, чтобы сумма чисел в треугольнике была максимальной. Укажите эту сумму.

1223Пример возможного варианта заполнения111323
Рисунок к условию
О задаче
Олимпиада
Турнир Архимеда, XXXII зимний турнир
Предмет / классы
Математика · 6–7 классы, единый вариант
Дата
22 января 2023

Исследуй задачу

Самостоятельное исследованиеЗаполни лепестки

Пробуй свои варианты. Разбор останется закрытым.

Попробуй сам

Заполни лепестки

Заполни лепестки числами 1, 2 и 3. Кружочек станет зелёным, если правило у него выполнено, и красным, если нарушено. Найди заполнение с наибольшей суммой.

Без JavaScript модель не работает. Перерисуй треугольник и заполни его, начиная со второго ряда.

На олимпиаде здесь нужен ответ — сумма и рисунок. Попробуй в модели «Заполни лепестки»: кружочки подсветятся зелёным или красным. Обрати внимание, сколько у тебя на самом деле свободы.

Записать идею

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

Подсказка 1

Посмотри на любые три лепестка у одного кружочка. Если два числа уже известны, третье определяется однозначно: при двух одинаковых — такое же, при двух разных — оставшееся.

Подсказка 2

Начни сверху: какие числа можно поставить во второй ряд рядом с единицей? Вариантов всего три. В каждом из них остальные лепестки заполняются однозначно — сравни суммы.

Разобрать решение по шагам
1

Два числа определяют третье

Правило для трёх лепестков у одного кружочка удобно перевернуть. Пусть два числа уже стоят.

  • Если они одинаковые, третье тоже должно быть таким же: «все разные» уже не получится.
  • Если они разные, третье — оставшееся из 1,2,31, 2, 3: «все одинаковые» уже не получится.

Например, 11 и 11 требуют 11, а 11 и 33 требуют 22. Зачем это нужно: так заполнение «течёт» само — вписал два числа, и третье известно.

2

Свобода только во втором ряду

Верхний лепесток — 11, он касается кружочка вместе с двумя лепестками второго ряда. Во второй ряд можно поставить 11 и 11, 22 и 33 или 33 и 22 — других вариантов нет.

Дальше выбора не остаётся. Каждый лепесток третьего ряда стоит у кружочка с лепестком второго ряда и с известной Васиной двойкой. В четвёртом ряду левый лепесток дан (22), а остальные получаются слева направо. В пятом ряду начинаем с Васиной тройки посередине: она вместе с лепестками четвёртого ряда задаёт соседей, а за ними — крайние лепестки.

3

Три заполнения

Заполняем по шагу 1 для каждого варианта второго ряда (ряды сверху вниз):

второй рядтретийчетвёртыйпятыйсумма
1 11\ 13 2 33\ 2\ 32 1 3 32\ 1\ 3\ 32 2 3 3 32\ 2\ 3\ 3\ 333\mathbf{33}
2 32\ 32 2 12\ 2\ 12 2 2 32\ 2\ 2\ 33 1 3 1 23\ 1\ 3\ 1\ 23030
3 23\ 21 2 21\ 2\ 22 3 1 32\ 3\ 1\ 31 3 3 2 11\ 3\ 3\ 2\ 13030

В каждой строке все Васины числа на месте: 22 в середине третьего ряда, 22 слева в четвёртом, 33 в середине пятого.

4

Выбираем наибольшую сумму

Подходящих заполнений ровно три, их суммы 3333, 3030 и 3030. Наибольшая — 3333. Её даёт заполнение с двумя единицами во втором ряду.

111323213322333
Заполнение с наибольшей суммой 3333. Жёлтые лепестки заполнил Вася.

Проверка

Каждый из 1010 кружочков мы использовали: верхний — когда выбирали второй ряд, остальные 99 — когда вычисляли очередной лепесток. Значит, правило выполнено у всех кружочков. Проверим сумму 3333 по рядам: 1+2+8+9+13=331+2+8+9+13=33. Модель «Заполни лепестки» подсвечивает каждый кружочек, так что любое заполнение можно проверить.

Ответ

Наибольшая сумма 3333; заполнение по рядам: 11; 1 11\ 1; 3 2 33\ 2\ 3; 2 1 3 32\ 1\ 3\ 3; 2 2 3 3 32\ 2\ 3\ 3\ 3.

Ответ

Наибольшая сумма 3333; заполнение по рядам: 11; 1 11\ 1; 3 2 33\ 2\ 3; 2 1 3 32\ 1\ 3\ 3; 2 2 3 3 32\ 2\ 3\ 3\ 3.

Главная идея

Правило «все одинаковые или все разные» значит: два числа определяют третье. Тогда всё заполнение зависит от одного выбора во втором ряду — вариантов всего три.

Признак: «все одинаковые или все разные» для троек из чисел 1,2,31, 2, 3. Переформулируй: два числа определяют третье. Найди место, где есть настоящий выбор, и перебери варианты.

Где легко ошибиться

Ставить тройки «где получится» и пропустить нарушение у какого-то кружочка. Ещё ошибаются, считая, что можно получить сумму больше, заменив одно число, — но любое изменение тянет за собой цепочку других.

Источник и авторство

Турнир Архимеда · XXXII Зимний турнир · 22 января 2023 · математика · единый вариант для 6 и 7 классов. Официальная задача 1.1, 5 баллов.

Условия задач (PDF организатора) ↗ · Условия и решения ↗ · Страница турнира ↗

Условие — из официального PDF, рисунок перерисован по нему. Подсказки, объяснение и модели — Popov Academy. Решение проверено; результат сопоставлен с официальными материалами.

Продолжить тему: Высказывания и логические выводы →
Увеличенный рисунок