Математика · 2024/25 · Заключительный этап

Плитки для прямоугольника и квадрата

Условие

У Матвея есть NN квадратных плиток размером 1×11\times1. Он может выложить из всех плиток прямоугольник, у которого короткая сторона больше 11, а длинная сторона на 1111 длиннее короткой стороны. Матвей попробовал выложить из всех плиток квадрат, но у него осталось 88 плиток. Чему может равняться число плиток NN?

О задаче · 8 класс · баллы не подтверждены
Олимпиада
Бельчонок
Предмет / класс
Математика · 8 класс
Сезон / этап
2024/25 · Заключительный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 4
Официальные баллыНе подтверждены
Сложность Popov Academy3/5 · предварительно

Для подготовки: 8 класс.

Записать идею

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

Подсказка 1

Запишите число плиток как x(x+11)x(x+11) и как y2+8y^2+8.

Подсказка 2

После умножения равенства на 44 выделите квадрат (2x+11)2(2x+11)^2.

Разобрать решение по шагам
01

Вводим целые размеры

Пусть короткая сторона прямоугольника x>1x>1, а сторона квадрата yy; оба числа натуральные. Тогда

N=x(x+11)=y2+8.N=x(x+11)=y^2+8.

Число 88 — именно остаток плиток после сборки квадрата.

02

Переходим к произведению

Чтобы выделить квадрат без дробей, используем (2x+11)2=4x2+44x+121(2x+11)^2=4x^2+44x+121. Поэтому умножим равенство x2+11x−y2=8x^2+11x-y^2=8 на 44 и прибавим 121121; справа получится 32+121=15332+121=153:

(2x+11)2−(2y)2=153.(2x+11)^2-(2y)^2=153.

Следовательно,

(2x+11−2y)(2x+11+2y)=153.(2x+11-2y)(2x+11+2y)=153.

Оба множителя положительны: второй положителен, а произведение положительно. Первый не больше второго.

03

Перебираем все пары делителей

Так как 153=32⋅17153=3^2\cdot17, все положительные пары делителей с первым не больше второго перечислены в таблице. Если множители u,vu,v, то x=u+v−224x=\frac{u+v-22}{4}, y=v−u4y=\frac{v-u}{4}.

uuvvxxyyNN
111531533333383814521452
335151881212152152
9917171122Не подходит: x=1x=1
04

Проверяем два ответа

1452=33⋅44=382+81452=33\cdot44=38^2+8 и 152=8⋅19=122+8152=8\cdot19=12^2+8. В обоих случаях разность сторон прямоугольника равна 1111, короткая сторона больше 11, остаток от квадрата равен 88.

Ответ

N=152N=152 или N=1452N=1452.

Главная идея

Разность квадратов превращает бесконечный поиск размеров в конечный перебор делителей.

Как заметить эту идею в другой задаче

При сочетании произведения двух чисел с постоянной разностью и квадрата дополняйте выражение до квадрата.

Возможная ошибка

Пару множителей (9,17)(9,17) нельзя оставить: она нарушает условие о короткой стороне.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 44 · задача 4 ↗

Бельчонок · 2024/25 · математика · 8 класс · заключительный этап · вариант 1.

Официальное решение · страницы 44, 45 ↗

Авторский разбор прошёл самопроверку, сверку с официальным материалом и отдельную проверку рассуждений ИИ-редактором. Ручная редакторская приёмка ещё не выполнена.

Можете объяснить решение своими словами?

Следующий учебный шаг

Попробуй похожую задачу

Учебная схема