Деление на три группы: наименьшее из наибольших средних — задание 20 ЕГЭ по профильной математике

Средние арифметические набора. 4 примера с ответом и проверкой.

Пример 1

Числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 18 произвольно делят на три группы так, чтобы в каждой группе было хотя бы одно число. Затем вычисляют значение среднего арифметического чисел в каждой из групп (для группы из единственного числа среднее арифметическое равно этому числу).

а) Могут ли быть одинаковыми два из этих трёх значений средних арифметических в группах из разного количества чисел?
б) Могут ли быть одинаковыми все три значения средних арифметических?
в) Найдите наименьшее возможное значение наибольшего из получаемых трёх средних арифметических.
Показать ответ
а) да, например {4, 5, 6, 7, 8, 9, 18} — среднее 8 1/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2 б) нет: если все три средних равны m, то сумма чисел каждой группы равна m·(число элементов), а сумма всех чисел равна 63, поэтому 10m = 63 и m = 6,3. Но тогда сумма группы из k чисел равна 6,3k и обязана быть целой, что при k < 10 невозможно, а групп три и в каждой меньше 10 чисел в) 6 1/3; например {1, 2, 3, 5, 9, 18} — среднее 6 1/3; {4, 7, 8} — среднее 6 1/3; {6} — среднее 6
Решение
а) Пример: {4, 5, 6, 7, 8, 9, 18} — среднее 8 1/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2.
б) Пусть все три средних равны m. Тогда сумма чисел в группе из k элементов равна mk, а сумма всех десяти чисел равна 63, откуда 10m = 63 и m = 6,3. Сумма каждой группы целая, поэтому 6,3k должно быть целым, то есть k кратно 10. Но в каждой из трёх непустых групп меньше десяти чисел — противоречие.
в) Перебор разбиений показывает, что наименьшее возможное значение наибольшего среднего равно 6 1/3; оно достигается на разбиении {1, 2, 3, 5, 9, 18} — среднее 6 1/3; {4, 7, 8} — среднее 6 1/3; {6} — среднее 6.
Ответ: 6 1/3.

Пример 2

Числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 14 произвольно делят на три группы так, чтобы в каждой группе было хотя бы одно число. Затем вычисляют значение среднего арифметического чисел в каждой из групп (для группы из единственного числа среднее арифметическое равно этому числу).

а) Могут ли быть одинаковыми два из этих трёх значений средних арифметических в группах из разного количества чисел?
б) Могут ли быть одинаковыми все три значения средних арифметических?
в) Найдите наименьшее возможное значение наибольшего из получаемых трёх средних арифметических.
Показать ответ
а) да, например {4, 5, 6, 7, 8, 9, 14} — среднее 7 4/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2 б) нет: если все три средних равны m, то сумма чисел каждой группы равна m·(число элементов), а сумма всех чисел равна 59, поэтому 10m = 59 и m = 5,9. Но тогда сумма группы из k чисел равна 5,9k и обязана быть целой, что при k < 10 невозможно, а групп три и в каждой меньше 10 чисел в) 6; например {1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 14} — среднее 6; {6} — среднее 6; {5} — среднее 5
Решение
а) Пример: {4, 5, 6, 7, 8, 9, 14} — среднее 7 4/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2.
б) Пусть все три средних равны m. Тогда сумма чисел в группе из k элементов равна mk, а сумма всех десяти чисел равна 59, откуда 10m = 59 и m = 5,9. Сумма каждой группы целая, поэтому 5,9k должно быть целым, то есть k кратно 10. Но в каждой из трёх непустых групп меньше десяти чисел — противоречие.
в) Перебор разбиений показывает, что наименьшее возможное значение наибольшего среднего равно 6; оно достигается на разбиении {1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 14} — среднее 6; {6} — среднее 6; {5} — среднее 5.
Ответ: 6.

Пример 3

Числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 16 произвольно делят на три группы так, чтобы в каждой группе было хотя бы одно число. Затем вычисляют значение среднего арифметического чисел в каждой из групп (для группы из единственного числа среднее арифметическое равно этому числу).

а) Могут ли быть одинаковыми два из этих трёх значений средних арифметических в группах из разного количества чисел?
б) Могут ли быть одинаковыми все три значения средних арифметических?
в) Найдите наименьшее возможное значение наибольшего из получаемых трёх средних арифметических.
Показать ответ
а) да, например {4, 5, 6, 7, 8, 9, 16} — среднее 7 6/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2 б) нет: если все три средних равны m, то сумма чисел каждой группы равна m·(число элементов), а сумма всех чисел равна 61, поэтому 10m = 61 и m = 6,1. Но тогда сумма группы из k чисел равна 6,1k и обязана быть целой, что при k < 10 невозможно, а групп три и в каждой меньше 10 чисел в) 6 1/7; например {1, 2, 3, 4, 8, 9, 16} — среднее 6 1/7; {5, 7} — среднее 6; {6} — среднее 6
Решение
а) Пример: {4, 5, 6, 7, 8, 9, 16} — среднее 7 6/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2.
б) Пусть все три средних равны m. Тогда сумма чисел в группе из k элементов равна mk, а сумма всех десяти чисел равна 61, откуда 10m = 61 и m = 6,1. Сумма каждой группы целая, поэтому 6,1k должно быть целым, то есть k кратно 10. Но в каждой из трёх непустых групп меньше десяти чисел — противоречие.
в) Перебор разбиений показывает, что наименьшее возможное значение наибольшего среднего равно 6 1/7; оно достигается на разбиении {1, 2, 3, 4, 8, 9, 16} — среднее 6 1/7; {5, 7} — среднее 6; {6} — среднее 6.
Ответ: 6 1/7.

Пример 4

Числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12 произвольно делят на три группы так, чтобы в каждой группе было хотя бы одно число. Затем вычисляют значение среднего арифметического чисел в каждой из групп (для группы из единственного числа среднее арифметическое равно этому числу).

а) Могут ли быть одинаковыми два из этих трёх значений средних арифметических в группах из разного количества чисел?
б) Могут ли быть одинаковыми все три значения средних арифметических?
в) Найдите наименьшее возможное значение наибольшего из получаемых трёх средних арифметических.
Показать ответ
а) да, например {4, 5, 6, 7, 8, 9, 12} — среднее 7 2/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2 б) нет: если все три средних равны m, то сумма чисел каждой группы равна m·(число элементов), а сумма всех чисел равна 57, поэтому 10m = 57 и m = 5,7. Но тогда сумма группы из k чисел равна 5,7k и обязана быть целой, что при k < 10 невозможно, а групп три и в каждой меньше 10 чисел в) 5 3/4; например {1, 2, 8, 12} — среднее 5 3/4; {3, 4, 7, 9} — среднее 5 3/4; {5, 6} — среднее 5 1/2
Решение
а) Пример: {4, 5, 6, 7, 8, 9, 12} — среднее 7 2/7; {1, 3} — среднее 2; {2} — среднее 2.
б) Пусть все три средних равны m. Тогда сумма чисел в группе из k элементов равна mk, а сумма всех десяти чисел равна 57, откуда 10m = 57 и m = 5,7. Сумма каждой группы целая, поэтому 5,7k должно быть целым, то есть k кратно 10. Но в каждой из трёх непустых групп меньше десяти чисел — противоречие.
в) Перебор разбиений показывает, что наименьшее возможное значение наибольшего среднего равно 5 3/4; оно достигается на разбиении {1, 2, 8, 12} — среднее 5 3/4; {3, 4, 7, 9} — среднее 5 3/4; {5, 6} — среднее 5 1/2.
Ответ: 5 3/4.

Другие темы задания №20

Нужен репетитор по математике?

Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.

Репетиторы по математике

Подбор репетитора

Напишите, что нужно, — команда Precettore подберёт репетитора и свяжется с вами.

Готовьтесь к ЕГЭ по профильной математике в Precettore

Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.