Global EE

Последовател… — Задание 20 ЕГЭ по математике №00045675

Задание №20. Задачи на теорию чисел

Последовательности и прогрессии

№2. Задание 20

ID: 00045675

Первая последовательность состоит из $k$ $(k\geq10)$ последовательных четырёхзначных натуральных чисел, среднее арифметическое которых равно $Q_1$. Вторая последовательность состоит из $2k$ последовательных четырёхзначных натуральных чисел, среднее арифметическое которых равно $Q_2$.

а) Может ли $Q_1=Q_2$ при $k=12$?

б) Может ли $Q_1=Q_2$ при $k=25$?

в) Найдите наибольшее возможное значение модуля разности среднего арифметического $\frac{Q_1+Q_2}{2}$ и среднего арифметического набора чисел, состоящего из членов первой и второй последовательностей, если в этом наборе нет одинаковых чисел.

Источник: Сборник Ященко 2027

Решение

Пусть последовательности начинаются с целых чисел $m,n$. Тогда $Q_1=m+(k-1)/2$, $Q_2=n+(2k-1)/2$. Равенство средних возможно только при $m-n=k/2$.

При $k=12$ возьмём первую последовательность $1006,\ldots,1017$, вторую $1000,\ldots,1023$: обе имеют среднее $1011{,}5$. Поэтому в пункте а — да.

При $k=25$ потребовалась бы целая разность $m-n=12{,}5$, что невозможно. В пункте б — нет.

Среднее всех членов равно $(Q_1+2Q_2)/3$, поскольку во втором наборе вдвое больше чисел. Поэтому искомый модуль равен $|Q_1-Q_2|/6$.

Для максимального расстояния между средними один блок нужно сдвинуть к минимальному четырёхзначному числу $1000$, другой — к максимальному $9999$. Независимо от того, какой из двух блоков находится слева, расстояние между средними не больше $9999-1000-(k-1)/2-(2k-1)/2=9000-3k/2$.

Значит, модуль не больше $1500-k/4$. При $k\ge10$ максимум этой границы равен $1500-10/4=1497{,}5$.

Достижимость: $k=10$, первая последовательность $1000,\ldots,1009$, вторая $9980,\ldots,9999$. Средние $1004{,}5$ и $9989{,}5$ отличаются на $8985$, поэтому искомый модуль $8985/6=1497{,}5$. Наборы не пересекаются, все числа четырёхзначные.

Ответ

а) Да.

б) Нет.

в) $1497{,}5$.

Другие задания по теме «Последовательности и прогрессии» (8)