Всероссийская олимпиада школьников по математике, 10 класс, 2022 год
дата проведения: 19 октября 2022 - 21 октября 2022
источник: https://olympiads.mccme.ru/vmo/
Задача 8.
Сколько существует троек натуральных чисел (𝑎, 𝑏, 𝑐), удовлетворяющих равенству:
max(𝑎, 𝑏) ⋅ max(𝑐, 12) = min(𝑎, 𝑐) ⋅ min(𝑏, 24)
Ответ на Задачу 8.
Ответ: 455.
Решение:
Заметим, что:
max(𝑎, 𝑏) ⩾ 𝑏 ⩾ min(𝑏, 24)
max(𝑐, 12) ⩾ 𝑐 ⩾ min(𝑎, 𝑐)
Поскольку все числа натуральные, равенство в условии достигается только тогда, когда все неравенства обращаются в равенства: max(𝑎, 𝑏) = 𝑏 = min(𝑏, 24) и max(𝑐, 12) = 𝑐 = min(𝑎, 𝑐). Это равносильно тому, что
12 ⩽ 𝑐 ⩽ 𝑎 ⩽ 𝑏 ⩽ 24
Значит, в реальности нужно найти количество упорядоченных троек натуральных чисел в отрезке [12; 24] (кстати, он содержит всего 13 натуральных чисел). По набору чисел, лежащих в этом отрезке, однозначно восстанавливается, чему равны 𝑎, 𝑏, 𝑐 (ведь 𝑐 ⩽ 𝑎 ⩽ 𝑏). Какие бывают варианты?
- Все три числа разные. Количество способов выбрать 3 различных числа из 13 равно 𝐶313 = 286.
- Какие-то два числа совпадают. Количество способов выбрать 2 различных числа равно 𝐶213 = 78. При этом нужно ещё установить, какое именно из этих чисел встречается дважды, поэтому количество способов в этом случае равно 78 ⋅ 2 = 156.
- Все три числа совпадают. Количество способов в этом случае — 13. Итак, общее количество способов равно 286 + 156 + 13 = 455.