«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача М947

Условие задачи (1985, № 10) Задача М947 // Квант. — 1985. — № 10. — Стр. 29; 1986. — № 2. — Стр. 38.

На доске в строку написаны числа $$1\quad\dfrac{1}{2}\quad\dfrac{1}{3}\quad\dfrac{1}{4}\quad{\ldots}\quad\dfrac{1}{10}\quad\dfrac{1}{11}\quad\dfrac{1}{12}.$$

  1. Докажите, что как бы мы ни расставили знаки «$+$‍‍» и «$-$‍‍» между этими числами, полученная сумма не будет равна нулю.
  2. Какое наименьшее количество написанных чисел необходимо стереть с доски для того, чтобы после некоторой расстановки «$+$‍‍» и «$-$‍‍» между оставшимися числами получилась сумма, равная нулю?

Всероссийская математическая олимпиада школьников (XI)


Изображения страниц

Решение задачи (1986, № 2) Задача М947 // Квант. — 1985. — № 10. — Стр. 29; 1986. — № 2. — Стр. 38.

В решении обоих пунктов задачи используется следующее утверждение: сумма двух несократимых дробей $\dfrac ab$‍‍ и $\dfrac cd$‍‍ с разными знаменателями не может равняться нулю. (Если, скажем, $b\gt d$‍,‍ то равенство $ad=-bc$‍‍ невозможно, так как $a$‍‍ взаимно просто с $b$‍,‍ а $d$‍‍ не делится на $b$‍.)

а) Записывая рассматриваемую сумму в виде $$\left(1\pm\dfrac12\pm\ldots\pm\dfrac1{10}\pm\dfrac1{12}\right)\pm\dfrac1{11},$$ мы видим, что в силу приведённого выше утверждения ни при каком выборе знаков она не обратится в нуль, так как наименьший общий знаменатель дробей в скобках не равен 11.

б) Ответ: 6. Из доказательства пункта а) следует, что дробь $\dfrac1{11}$‍‍ надо стереть. Точно так же доказывается, что надо стереть $\dfrac19$‍,$\dfrac18$‍,$\dfrac17$‍.‍ Общий вклад дробей $\dfrac15$‍‍ и $\dfrac1{10}$‍‍ в сумму, если хотя бы одна из них не стёрта, может равняться $\pm\dfrac15$‍,$\pm\dfrac1{10}$‍‍ или $\pm\dfrac3{10}$‍.‍ Поскольку знаменатели остальных дробей не делятся на 5, и эти две дроби надо стереть. Из оставшихся чисел нулевую сумму составить можно: $$ 1-\dfrac12-\dfrac13-\dfrac14+\dfrac16-\dfrac1{12}=0. $$

С. В. Резниченко


Метаданные Задача М947 // Квант. — 1985. — № 10. — Стр. 29; 1986. — № 2. — Стр. 38.

Предмет
Математика
Решение
Номера

1985. — № 10. — Стр.  [условие]

1986. — № 2. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М947 // Квант. — 1985. — № 10. — Стр. 29; 1986. — № 2. — Стр. 38.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m947/