Математика · 2025/26 · Отборочный этап

Максимум количества чисел

Условие

На доске находится nn различных чисел, сумма которых равна 20252025. Про эти числа известно, что любые 33 имеют целое среднее арифметическое, а сумма любых двух больше 1010. Определите какое наибольшее количество чисел могло быть?

О задаче · 9 класс · 14 баллов
Олимпиада
Шаг в будущее
Предмет / класс
Математика · 9 класс
Сезон / этап
2025/26 · Отборочный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 9
Официальные баллы14 балловСумма максимумов по критериям: 100.
Сложность Popov Academy5/5 · предварительно

Для подготовки: 9 класс.

Записать идею

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

Подсказка 1

Сравните средние двух троек, в которых совпадают два числа. Что можно сказать о разности оставшихся?

Подсказка 2

Расположите числа по возрастанию. Ограничение на сумму первых двух и минимальный шаг между соседями дадут нижнюю оценку общей суммы.

Разобрать решение по шагам
01

Выведем общий шаг между числами

Докажем, что 3636 и больше чисел быть не может. Если чисел хотя бы четыре, для любых двух из них uu и vv можно выбрать ещё два числа b,cb,c. По условию (u+b+c)/3(u+b+c)/3 и (v+b+c)/3(v+b+c)/3 — целые. Их разность (u−v)/3(u-v)/3 тоже целая. Значит, разность любых двух чисел кратна 33.

02

Проверим целочисленность самих чисел

Обозначим наименьшее число через x1x_1. Все остальные имеют вид x1+3mx_1+3m, где mm — целое число. Среднее любых трёх тогда равно x1x_1 плюс целое число. Оно целое по условию, поэтому и x1x_1 целое. Таким образом, все числа целые и при расположении по возрастанию соседние отличаются хотя бы на 33.

03

Оценим снизу сумму 36 чисел

Пусть x1<x2<⋯x_1<x_2<\cdots. Целая сумма двух наименьших больше 1010, поэтому x1+x2≥11x_1+x_2\ge11. Кроме того, x2−x1≥3x_2-x_1\ge3. Складывая неравенства, получаем 2x2≥142x_2\ge14, то есть x2≥7x_2\ge7. Далее x3≥10x_3\ge10, x4≥13x_4\ge13, и так далее: x36≥109x_{36}\ge109. Поэтому сумма первых 3636 чисел не меньше

11+(10+13+⋯+109)=11+34(10+109)2=2034.11+(10+13+\cdots+109)=11+\frac{34(10+109)}2=2034.

Все следующие числа положительны, поэтому при n≥36n\ge36 общая сумма тем более больше 20252025. Значит, n≤35n\le35.

04

Построим подходящий набор из 35 чисел

Возьмём 3434 числа 6,9,12,…,1056,9,12,\ldots,105 и ещё число 138138. Все они различны и делятся на 33, поэтому среднее любых трёх целое. Наименьшая сумма пары равна 6+9=15>106+9=15>10. Общая сумма

34(6+105)2+138=1887+138=2025.\frac{34(6+105)}2+138=1887+138=2025.

Набор существует, значит, максимальное количество равно 3535.

Ответ

3535 чисел.

Главная идея

Условия о любых тройках дают общий целочисленный шаг, который превращает задачу в оценку минимальной суммы и построение примера.

Как заметить эту идею в другой задаче

Если целочисленность дана для средних перекрывающихся наборов, их вычитание выявляет скрытые ограничения на отдельные числа.

Возможная ошибка

Сразу считать числа натуральными или ограничиться оценкой сверху, не построив набор максимального размера.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 4 · задача 9 ↗

Шаг в будущее · 2025/26 · математика · 9 класс · отборочный этап · вариант 1.

Авторский разбор Popov Academy.

Можете объяснить решение своими словами?

Продолжить тему: Остатки и последние цифры →
Учебная схема