Домашнее задание по математике Четыре компьютера А, Б, В и Г сломались, поэтому когда в них вводишь какое-то число, каждый компьютер умножает его на какое-то своё число (фиксированное и уникальное для каждого компьютера), после чего выводит на экран сразу результат умножения. Даня загадал четыре числа и ввёл их в компьютеры: первое число — в А, второе — в Б, третье — в В, а четвёртое — в Г. На экранах загорелись ответы 16, 35, 66, 30 (в том же порядке, в котором были введены числа). Потом Даня взял загаданные числа в том же порядке и ввёл их в другие компьютеры: первое число — в Г, второе — в А, третье — в Б, а четвёртое — в В. На экранах загорелись ответы 24, 14, 55, 60 (в том же порядке, в котором были введены числа). Какие числа и в каком порядке загадал Даня?
Давайте обозначим загаданные числа Даней как ( x_1, x_2, x_3, x_4 ). Также обозначим коэффициенты, на которые умножают компьютеры ( A, B, V, G ) как ( a, b, v, g ) соответственно.
Из первых данных мы можем составить систему уравнений на основе результатов, которые выданы компьютерами:
Для компьютера A: ( x_1 \cdot a = 16 )Для компьютера B: ( x_2 \cdot b = 35 )Для компьютера V: ( x_3 \cdot v = 66 )Для компьютера G: ( x_4 \cdot g = 30 )
Теперь мы имеем следующие уравнения:
[ \begin{align} (1) & \quad x_1 \cdot a = 16 \ (2) & \quad x_2 \cdot b = 35 \ (3) & \quad x_3 \cdot v = 66 \ (4) & \quad x_4 \cdot g = 30 \ \end{align} ]
Теперь мы посмотрим на вторую блок данных, когда числа вводились в других компьютерах:
Для компьютера G: ( x_1 \cdot g = 24 )Для компьютера A: ( x_2 \cdot a = 14 )Для компьютера B: ( x_3 \cdot b = 55 )Для компьютера V: ( x_4 \cdot v = 60 )
Теперь составим еще одну систему уравнений:
[ \begin{align} (5) & \quad x_1 \cdot g = 24 \ (6) & \quad x_2 \cdot a = 14 \ (7) & \quad x_3 \cdot b = 55 \ (8) & \quad x_4 \cdot v = 60 \ \end{align} ]
Теперь мы можем выразить каждое из загаданных чисел через коэффициенты.
Из (1) у нас: [ x_1 = \frac{16}{a} ]
Из (2): [ x_2 = \frac{35}{b} ]
Из (3): [ x_3 = \frac{66}{v} ]
Из (4): [ x_4 = \frac{30}{g} ]
Теперь подставим их в уравнения (5), (6), (7), и (8):
Из (5): [ \frac{16}{a} \cdot g = 24 \Rightarrow g = \frac{24a}{16} = \frac{3a}{2} ]
Из (6): [ \frac{35}{b} \cdot a = 14 \Rightarrow a = \frac{14b}{35} = \frac{2b}{5} ]
Подставляя ( a ) в выражение для ( g ): [ g = \frac{3 \cdot \frac{2b}{5}}{2} = \frac{3b}{5} ]
Далее, подставим это в (7): [ \frac{66}{v} \cdot b = 55 \Rightarrow b = \frac{55v}{66} = \frac{5v}{6} ]
Подставляя тогда ( b ) в выражение для ( g ): [ g = \frac{3 \cdot \frac{5v}{6}}{5} = \frac{3v}{6} = \frac{v}{2} ]
Теперь у нас есть ( a, b, g, v ) в одной переменной ( v ): [ a = \frac{2b}{5} = \frac{2 \cdot \frac{5v}{6}}{5} = \frac{2v}{6} = \frac{v}{3}, ] [ b = \frac{5v}{6}, ] [ g = \frac{v}{2}. ]
Теперь подставим в ( (4) ): [ x_4 \cdot g = 30 \Rightarrow x_4 \cdot \frac{v}{2} = 30 \Rightarrow x_4 = \frac{60}{v}. ]
Обратите внимание, что мы можем использовать, например, ( v = 6 ) (достаточно просто для нахождения рациональных ( x_i )): Таким образом: [ g = \frac{6}{2} = 3, \quad a = \frac{6}{3} = 2, \quad b = \frac{5 \cdot 6}{6} = 5. ]
Давайте обозначим загаданные числа Даней как ( x_1, x_2, x_3, x_4 ). Также обозначим коэффициенты, на которые умножают компьютеры ( A, B, V, G ) как ( a, b, v, g ) соответственно.
Из первых данных мы можем составить систему уравнений на основе результатов, которые выданы компьютерами:
Для компьютера A: ( x_1 \cdot a = 16 )Для компьютера B: ( x_2 \cdot b = 35 )Для компьютера V: ( x_3 \cdot v = 66 )Для компьютера G: ( x_4 \cdot g = 30 )Теперь мы имеем следующие уравнения:
[
\begin{align}
(1) & \quad x_1 \cdot a = 16 \
(2) & \quad x_2 \cdot b = 35 \
(3) & \quad x_3 \cdot v = 66 \
(4) & \quad x_4 \cdot g = 30 \
\end{align}
]
Теперь мы посмотрим на вторую блок данных, когда числа вводились в других компьютерах:
Для компьютера G: ( x_1 \cdot g = 24 )Для компьютера A: ( x_2 \cdot a = 14 )Для компьютера B: ( x_3 \cdot b = 55 )Для компьютера V: ( x_4 \cdot v = 60 )Теперь составим еще одну систему уравнений:
[
\begin{align}
(5) & \quad x_1 \cdot g = 24 \
(6) & \quad x_2 \cdot a = 14 \
(7) & \quad x_3 \cdot b = 55 \
(8) & \quad x_4 \cdot v = 60 \
\end{align}
]
Теперь мы можем выразить каждое из загаданных чисел через коэффициенты.
Из (1) у нас:
[
x_1 = \frac{16}{a}
]
Из (2):
[
x_2 = \frac{35}{b}
]
Из (3):
[
x_3 = \frac{66}{v}
]
Из (4):
[
x_4 = \frac{30}{g}
]
Теперь подставим их в уравнения (5), (6), (7), и (8):
Из (5):
[
\frac{16}{a} \cdot g = 24 \Rightarrow g = \frac{24a}{16} = \frac{3a}{2}
]
Из (6):
[
\frac{35}{b} \cdot a = 14 \Rightarrow a = \frac{14b}{35} = \frac{2b}{5}
]
Подставляя ( a ) в выражение для ( g ):
[
g = \frac{3 \cdot \frac{2b}{5}}{2} = \frac{3b}{5}
]
Далее, подставим это в (7):
[
\frac{66}{v} \cdot b = 55 \Rightarrow b = \frac{55v}{66} = \frac{5v}{6}
]
Подставляя тогда ( b ) в выражение для ( g ):
[
g = \frac{3 \cdot \frac{5v}{6}}{5} = \frac{3v}{6} = \frac{v}{2}
]
Теперь у нас есть ( a, b, g, v ) в одной переменной ( v ):
[
a = \frac{2b}{5} = \frac{2 \cdot \frac{5v}{6}}{5} = \frac{2v}{6} = \frac{v}{3},
]
[
b = \frac{5v}{6},
]
[
g = \frac{v}{2}.
]
Теперь подставим в ( (4) ):
[
x_4 \cdot g = 30 \Rightarrow x_4 \cdot \frac{v}{2} = 30 \Rightarrow x_4 = \frac{60}{v}.
]
Обратите внимание, что мы можем использовать, например, ( v = 6 ) (достаточно просто для нахождения рациональных ( x_i )):
Таким образом:
[
g = \frac{6}{2} = 3, \quad a = \frac{6}{3} = 2, \quad b = \frac{5 \cdot 6}{6} = 5.
]
Теперь подставим значения обратно и получим:
( x_1 \cdot 2 = 16 \Rightarrow x_1 = 8 )( x_2 \cdot 5 = 35 \Rightarrow x_2 = 7 )( x_3 \cdot 6 = 66 \Rightarrow x_3 = 11 )( x_4 \cdot 3 = 30 \Rightarrow x_4 = 10 )Таким образом, числа, которые загадал Даня:
[
x_1 = 8, \quad x_2 = 7, \quad x_3 = 11, \quad x_4 = 10
]
Ответ: (8, 7, 11, 10).