ID: 00013710
На доске записано 10 натуральных чисел, среди которых нет одинаковых. Оказалось, что среднее арифметическое любых трёх, четырёх, пяти или шести чисел из записанных является целым числом. Одно из записанных чисел равно 30 021.
а) Может ли среди записанных на доске чисел быть число 351?
б) Может ли отношение двух записанных на доске чисел равняться 11?
в) Отношение двух записанных на доске чисел является целым числом n. Найдите наименьшее возможное значение n.
Источник: ФИПИ
Что дано: 10 различных натуральных чисел, и среднее любых трёх, четырёх, пяти и шести из них — целое. Вытащим простое свойство.
Если среднее любых трёх целое, то сумма любых трёх делится на 3; беря две тройки с одним отличающимся числом, получаем, что разность любых двух чисел делится на 3. Точно так же из «по четыре, пять, шесть» — на 4,5,6. Значит разность любых двух кратна \text{НОК}(3,4,5,6)=60, то есть все числа дают один остаток по модулю 60. Так как 30021=60\cdot 500+21, все числа \equiv 21\pmod{60}.
Пункт а). Может ли быть число 351? Остаток 351 по модулю 60 равен 51 (351=60\cdot 5+51), а нужен 21. Не совпадает — значит нет.
Пункт б). Может ли отношение двух чисел равняться 11? Пусть a=11b, b\equiv 21\pmod{60}. Тогда a\equiv 11\cdot 21=231\equiv 51\pmod{60} (ведь 231=60\cdot 3+51), а должно быть 21. Противоречие — значит нет.
Пункт в). Пусть отношение равно целому n: a=nb, оба \equiv 21\pmod{60}. Тогда 21n\equiv 21\pmod{60}, то есть 21(n-1) делится на 60. У 21 и 60 общий делитель 3; поделив, получаем 7(n-1) делится на 20, а так как 7 и 20 взаимно просты — на 20 делится само n-1. Наименьшее n\gt 1 — это n=21 (достижимо: b=21, a=441\equiv 21\pmod{60}). Наименьшее значение n — 21.
а) нет, б) нет, в) 21