29.4 Задачи по теме "Изменение остатка" 5 задание У Александра есть 3 дочки и 2 сына. Он купил упаковку конфет и решил раздать их детям. Оказалось, что Александр может поровну поделить их между всеми дочками, а также может поровну поделить их между всеми сыновьями. Но вот для дележа поровну между всеми детьми ему не хватает 1 конфеты. Какое наименьшее количество конфет может быть у Александра?
3 дочками: Nmod 3=0 N \mod 3 = 0 Nmod3=02 сынами: Nmod 2=0 N \mod 2 = 0 Nmod2=05 детьми 3дочки+2сына3 дочки + 2 сына3дочки+2сына: Nmod 5=4 N \mod 5 = 4 Nmod5=4таккакнехватает1конфетыдляравногодележатак как не хватает 1 конфеты для равного дележатаккакнехватает1конфетыдляравногодележа
Теперь нам нужно найти такое N N N, которое удовлетворяет этим условиям.
Запишем условия в виде системы:
N≡0mod 3 N \equiv 0 \mod 3 N≡0mod3N≡0mod 2 N \equiv 0 \mod 2 N≡0mod2N≡4mod 5 N \equiv 4 \mod 5 N≡4mod5
Рассмотрим первое два условия:
Поскольку N N N должно быть четным всоответствиисовторымусловиемв соответствии со вторым условиемвсоответствиисовторымусловием, давайте обозначим N=2k N = 2k N=2k, где k k k — целое число.Теперь подставляем N=2k N = 2k N=2k в первое условие: 2k≡0mod 3
2k \equiv 0 \mod 3 2k≡0mod3
Это означает, что k≡0mod 32 k \equiv 0 \mod \frac{3}{2} k≡0mod23. Но на самом деле, чтобы 2k 2k 2k делилось на 3, нужно, чтобы k k k делилось на 32 \frac{3}{2} 23, что не совсем удобно. Мы можем просто проверить четные числа, которые делятся на 3.
Теперь нам нужно, чтобы N≡4mod 5 N \equiv 4 \mod 5 N≡4mod5. Это значит, что можем записать:
N=5m+4для некоторого целого m
N = 5m + 4 \quad \text{для некоторого целого } m N=5m+4длянекоторогоцелогоm
Теперь мы заменяем это уравнение в два других условия. Подставим N N N в N≡0mod 2 N \equiv 0 \mod 2 N≡0mod2:
5m+4≡0mod 2
5m + 4 \equiv 0 \mod 2 5m+4≡0mod2
Сначала проверим, что 5m+4 5m + 4 5m+4 четное. При m m m четном 5m 5m 5m нечетное, а 5m+4 5m + 4 5m+4 - четное. При m m m нечетном - то же самое. Таким образом, 5m+4 5m + 4 5m+4 всегда четное, и условие деления на 2 выполняется.
Обозначим количество конфет за N N N.
Александр хочет поделить конфеты между:
3 дочками: Nmod 3=0 N \mod 3 = 0 Nmod3=02 сынами: Nmod 2=0 N \mod 2 = 0 Nmod2=05 детьми 3дочки+2сына3 дочки + 2 сына3дочки+2сына: Nmod 5=4 N \mod 5 = 4 Nmod5=4 таккакнехватает1конфетыдляравногодележатак как не хватает 1 конфеты для равного дележатаккакнехватает1конфетыдляравногодележаТеперь нам нужно найти такое N N N, которое удовлетворяет этим условиям.
Запишем условия в виде системы:
N≡0mod 3 N \equiv 0 \mod 3 N≡0mod3N≡0mod 2 N \equiv 0 \mod 2 N≡0mod2N≡4mod 5 N \equiv 4 \mod 5 N≡4mod5Рассмотрим первое два условия:
Поскольку N N N должно быть четным всоответствиисовторымусловиемв соответствии со вторым условиемвсоответствиисовторымусловием, давайте обозначим N=2k N = 2k N=2k, где k k k — целое число.Теперь подставляем N=2k N = 2k N=2k в первое условие:2k≡0mod 3 2k \equiv 0 \mod 3
2k≡0mod3 Это означает, что k≡0mod 32 k \equiv 0 \mod \frac{3}{2} k≡0mod23 . Но на самом деле, чтобы 2k 2k 2k делилось на 3, нужно, чтобы k k k делилось на 32 \frac{3}{2} 23 , что не совсем удобно. Мы можем просто проверить четные числа, которые делятся на 3.
Теперь нам нужно, чтобы N≡4mod 5 N \equiv 4 \mod 5 N≡4mod5. Это значит, что можем записать:
N=5m+4для некоторого целого m N = 5m + 4 \quad \text{для некоторого целого } m
N=5m+4для некоторого целого m
Теперь мы заменяем это уравнение в два других условия. Подставим N N N в N≡0mod 2 N \equiv 0 \mod 2 N≡0mod2:
5m+4≡0mod 2 5m + 4 \equiv 0 \mod 2
5m+4≡0mod2
Сначала проверим, что 5m+4 5m + 4 5m+4 четное. При m m m четном 5m 5m 5m нечетное, а 5m+4 5m + 4 5m+4 - четное. При m m m нечетном - то же самое. Таким образом, 5m+4 5m + 4 5m+4 всегда четное, и условие деления на 2 выполняется.
Теперь 5m+4≡0mod 3 5m + 4 \equiv 0 \mod 35m+4≡0mod3:
5m+4≡0mod 3 ⟹ 2m+1≡0mod 3 5m + 4 \equiv 0 \mod 3 \implies 2m + 1 \equiv 0 \mod 3
5m+4≡0mod3⟹2m+1≡0mod3 2m≡2mod 3 ⟹ m≡1mod 3 2m \equiv 2 \mod 3 \implies m \equiv 1 \mod 3
2m≡2mod3⟹m≡1mod3
Находим минимальное m m m, соответствующее m≡1mod 3 m \equiv 1 \mod 3 m≡1mod3. Это значит, что m=1,4,7,… m = 1, 4, 7, \ldots m=1,4,7,….
Подставим m=1 m = 1 m=1:
N=5⋅1+4=9 N = 5 \cdot 1 + 4 = 9
N=5⋅1+4=9 не удовлетворяет 1-му условию Nmod 3 N \mod 3 Nmod3.
Подставим m=4 m = 4 m=4:
24÷3=8 24 \div 3 = 8 24÷3=8 делитсяна3делится на 3делитсяна3,24÷2=12 24 \div 2 = 12 24÷2=12 делитсяна2делится на 2делитсяна2,24÷5=4 24 \div 5 = 4 24÷5=4 и остаток 4 нехватает1конфетыне хватает 1 конфетынехватает1конфеты.N=5⋅4+4=24 N = 5 \cdot 4 + 4 = 24
N=5⋅4+4=24 Проверим все условия:
Таким образом, наименьшее количество конфет, которое может быть у Александра, равно 24 \boxed{24} 24 .