Global EE

Числа и их… — Задание 20 ЕГЭ по математике №00043859

Задание №20. Задачи на теорию чисел

Числа и их свойства

№2. Задание 20

ID: 00043859

Дано четырёхзначное число $\overline{abcd}$, где $a$, $b$, $c$ и $d$ — соответственно цифры разрядов тысяч, сотен, десятков и единиц, причём $a \neq 0$.

а) Может ли произведение $a \cdot b \cdot c \cdot d$ быть больше суммы $a + b + c + d$ в 5 раз?

б) Цифры $a$, $b$, $c$ и $d$ попарно различны. Сколько существует различных чисел $\overline{abcd}$ таких, что $a \cdot b \cdot c \cdot d \gt a + b + c + d$?

в) Известно, что $a \cdot b \cdot c \cdot d = k(a + b + c + d)$, где $k$ — двузначное число. При каком наибольшем значении $\overline{abcd}$ число $k$ будет наибольшим?

Источник: Сборник Ященко 2026

Решение

Пункт а. Число $2235$: произведение $2\cdot 2\cdot 3\cdot 5=60$, сумма $12$, и $60=5\cdot 12$. Итак, да.

Пункт б. Цифры попарно различны. Если есть ноль, произведение $0$ меньше суммы — не подходит. Если нуля нет, расположим цифры по возрастанию $p\lt q\lt r\lt s$; тогда $p\ge 1$, $q\ge 2$, $r\ge 3$ и произведение $pqrs\ge 6s$, а сумма меньше $4s$. Значит, у всех чисел без нуля произведение больше суммы.

Считаем четырёхзначные числа из четырёх различных ненулевых цифр: первую цифру выбираем $9$ способами, вторую $8$, третью $7$, четвёртую $6$ — всего $9\cdot 8\cdot 7\cdot 6=3024$.

Пункт в. Обозначим $P=abcd$, $S=a+b+c+d$, $P=kS$. Найдём, при каких наборах цифр $k$ двузначное и как можно больше.

Если среди цифр есть $0$, то $P=0$ и $k=0$. Пусть все цифры ненулевые. Среднее геометрическое четырёх чисел не больше их среднего арифметического, поэтому $P\le\left(\dfrac{S}{4}\right)^4$ и

$$k=\dfrac{P}{S}\le\dfrac{S^3}{256}.$$

Чтобы было $k\ge 96$, нужно $S^3\ge 96\cdot 256=24\,576$. Но $29^3=24\,389$ — мало, значит, $S\ge 30$. И $S\le 36$.

Разберём $S$ от $30$ до $36$. Число $P$ делится на $S$, а цифры не больше $9$.

$S=31$ — простое, ни одна цифра на $31$ не делится, $P$ не делится на $31$. $S=33=3\cdot 11$ и $S=34=2\cdot 17$ — на $11$ и $17$ цифры тоже не делятся. $S=35$: цифры $8,9,9,9$, $P=5832$ не делится на $5$. $S=36$: $9999$, $P=6561$ на $36$ не делится.

$S=32$: «недостачи до девяти» в сумме дают $4$, наборы $5999$, $6899$, $7799$, $7889$, $8888$ с произведениями $3645$, $3888$, $3969$, $4032$, $4096$. Все они больше $99\cdot 32=3168$, то есть $k\gt 99$ — не двузначное.

$S=30$: при $k\ge 96$ нужно $2880\le P\le 2970$, и $P$ делится на $30$, а значит, на $5$ — среди цифр есть $5$. Остальные три цифры дают $25$: это $7,9,9$ или $8,8,9$. Набор $5,7,9,9$: $P=2835$, $k=94{,}5$ — не целое. Набор $5,8,8,9$: $P=2880$, $k=96$.

Итак, наибольшее двузначное $k=96$, и получается оно только из цифр $5,8,8,9$.

Наибольшее число из этих цифр — $9885$. Проверим: $9\cdot 8\cdot 8\cdot 5=2880=96\cdot 30$.

Ответ

а) да; б) $3024$; в) $9885$