Дробная часть среднего: наименьшее среднее — задание 20 ЕГЭ по профильной математике

Доска: набор чисел с ограничением на сумму. 5 примера с ответом и проверкой.

Пример 1

На доске написано несколько различных натуральных чисел. Дробная часть среднего арифметического этих чисел равна 0,36 (то есть если вычесть из среднего арифметического этих чисел 0,36, то получится целое число).

а) Могло ли на доске быть написано меньше 100 чисел?
б) Могло ли на доске быть написано меньше 16 чисел?
в) Найдите наименьшее возможное значение среднего арифметического этих чисел.
Показать ответ
а) да, например 25 чисел: 1, 2, 3, 4, …, 24, 34 (их сумма 334, среднее 13,36) б) нет: если чисел n, а сумма равна S, то S/n − 0,36 — целое число, поэтому 25S = n·(25·целое + 9) и 25 делит n·9. Числа 9 и 25 взаимно просты, значит 25 делит n, и чисел не меньше 25 > 15 в) 13,36; например 1, 2, 3, 4, …, 24, 34
Решение
Пусть на доске n различных натуральных чисел с суммой S. По условию S/n − 0,36 — целое число, то есть 25S − 9n делится на 25n. В частности 25 делит 9n, а так как 9 и 25 взаимно просты, 25 делит n.
а) Можно взять ровно 25 чисел, это меньше 100.
б) Из делимости n на 25 следует n ≥ 25, а 25 ≥ 16, поэтому меньше 16 чисел быть не могло.
в) Среднее равно S/n, а сумма n различных натуральных чисел не меньше n(n + 1)/2, поэтому среднее не меньше (n + 1)/2. Значит выгодно брать наименьшее допустимое n = 25. Тогда сумма имеет вид 25m + 9 и не меньше 325, откуда m ≥ 13 и S ≥ 334. Такая сумма достигается на наборе 1, 2, …, 24, 34, и среднее равно 13,36.
Ответ: 13,36.

Пример 2

На доске написано несколько различных натуральных чисел. Дробная часть среднего арифметического этих чисел равна 0,44 (то есть если вычесть из среднего арифметического этих чисел 0,44, то получится целое число).

а) Могло ли на доске быть написано меньше 150 чисел?
б) Могло ли на доске быть написано меньше 18 чисел?
в) Найдите наименьшее возможное значение среднего арифметического этих чисел.
Показать ответ
а) да, например 25 чисел: 1, 2, 3, 4, …, 24, 36 (их сумма 336, среднее 13,44) б) нет: если чисел n, а сумма равна S, то S/n − 0,44 — целое число, поэтому 25S = n·(25·целое + 11) и 25 делит n·11. Числа 11 и 25 взаимно просты, значит 25 делит n, и чисел не меньше 25 > 17 в) 13,44; например 1, 2, 3, 4, …, 24, 36
Решение
Пусть на доске n различных натуральных чисел с суммой S. По условию S/n − 0,44 — целое число, то есть 25S − 11n делится на 25n. В частности 25 делит 11n, а так как 11 и 25 взаимно просты, 25 делит n.
а) Можно взять ровно 25 чисел, это меньше 150.
б) Из делимости n на 25 следует n ≥ 25, а 25 ≥ 18, поэтому меньше 18 чисел быть не могло.
в) Среднее равно S/n, а сумма n различных натуральных чисел не меньше n(n + 1)/2, поэтому среднее не меньше (n + 1)/2. Значит выгодно брать наименьшее допустимое n = 25. Тогда сумма имеет вид 25m + 11 и не меньше 325, откуда m ≥ 13 и S ≥ 336. Такая сумма достигается на наборе 1, 2, …, 24, 36, и среднее равно 13,44.
Ответ: 13,44.

Пример 3

На доске написано несколько различных натуральных чисел. Дробная часть среднего арифметического этих чисел равна 0,35 (то есть если вычесть из среднего арифметического этих чисел 0,35, то получится целое число).

а) Могло ли на доске быть написано меньше 100 чисел?
б) Могло ли на доске быть написано меньше 20 чисел?
в) Найдите наименьшее возможное значение среднего арифметического этих чисел.
Показать ответ
а) да, например 20 чисел: 1, 2, 3, 4, …, 19, 37 (их сумма 227, среднее 11,35) б) нет: если чисел n, а сумма равна S, то S/n − 0,35 — целое число, поэтому 20S = n·(20·целое + 7) и 20 делит n·7. Числа 7 и 20 взаимно просты, значит 20 делит n, и чисел не меньше 20 > 19 в) 11,35; например 1, 2, 3, 4, …, 19, 37
Решение
Пусть на доске n различных натуральных чисел с суммой S. По условию S/n − 0,35 — целое число, то есть 20S − 7n делится на 20n. В частности 20 делит 7n, а так как 7 и 20 взаимно просты, 20 делит n.
а) Можно взять ровно 20 чисел, это меньше 100.
б) Из делимости n на 20 следует n ≥ 20, а 20 ≥ 20, поэтому меньше 20 чисел быть не могло.
в) Среднее равно S/n, а сумма n различных натуральных чисел не меньше n(n + 1)/2, поэтому среднее не меньше (n + 1)/2. Значит выгодно брать наименьшее допустимое n = 20. Тогда сумма имеет вид 20m + 7 и не меньше 210, откуда m ≥ 11 и S ≥ 227. Такая сумма достигается на наборе 1, 2, …, 19, 37, и среднее равно 11,35.
Ответ: 11,35.

Пример 4

На доске написано несколько различных натуральных чисел. Дробная часть среднего арифметического этих чисел равна 0,36 (то есть если вычесть из среднего арифметического этих чисел 0,36, то получится целое число).

а) Могло ли на доске быть написано меньше 200 чисел?
б) Могло ли на доске быть написано меньше 15 чисел?
в) Найдите наименьшее возможное значение среднего арифметического этих чисел.
Показать ответ
а) да, например 25 чисел: 1, 2, 3, 4, …, 24, 34 (их сумма 334, среднее 13,36) б) нет: если чисел n, а сумма равна S, то S/n − 0,36 — целое число, поэтому 25S = n·(25·целое + 9) и 25 делит n·9. Числа 9 и 25 взаимно просты, значит 25 делит n, и чисел не меньше 25 > 14 в) 13,36; например 1, 2, 3, 4, …, 24, 34
Решение
Пусть на доске n различных натуральных чисел с суммой S. По условию S/n − 0,36 — целое число, то есть 25S − 9n делится на 25n. В частности 25 делит 9n, а так как 9 и 25 взаимно просты, 25 делит n.
а) Можно взять ровно 25 чисел, это меньше 200.
б) Из делимости n на 25 следует n ≥ 25, а 25 ≥ 15, поэтому меньше 15 чисел быть не могло.
в) Среднее равно S/n, а сумма n различных натуральных чисел не меньше n(n + 1)/2, поэтому среднее не меньше (n + 1)/2. Значит выгодно брать наименьшее допустимое n = 25. Тогда сумма имеет вид 25m + 9 и не меньше 325, откуда m ≥ 13 и S ≥ 334. Такая сумма достигается на наборе 1, 2, …, 24, 34, и среднее равно 13,36.
Ответ: 13,36.

Пример 5

На доске написано несколько различных натуральных чисел. Дробная часть среднего арифметического этих чисел равна 0,15 (то есть если вычесть из среднего арифметического этих чисел 0,15, то получится целое число).

а) Могло ли на доске быть написано меньше 100 чисел?
б) Могло ли на доске быть написано меньше 18 чисел?
в) Найдите наименьшее возможное значение среднего арифметического этих чисел.
Показать ответ
а) да, например 20 чисел: 1, 2, 3, 4, …, 19, 33 (их сумма 223, среднее 11,15) б) нет: если чисел n, а сумма равна S, то S/n − 0,15 — целое число, поэтому 20S = n·(20·целое + 3) и 20 делит n·3. Числа 3 и 20 взаимно просты, значит 20 делит n, и чисел не меньше 20 > 17 в) 11,15; например 1, 2, 3, 4, …, 19, 33
Решение
Пусть на доске n различных натуральных чисел с суммой S. По условию S/n − 0,15 — целое число, то есть 20S − 3n делится на 20n. В частности 20 делит 3n, а так как 3 и 20 взаимно просты, 20 делит n.
а) Можно взять ровно 20 чисел, это меньше 100.
б) Из делимости n на 20 следует n ≥ 20, а 20 ≥ 18, поэтому меньше 18 чисел быть не могло.
в) Среднее равно S/n, а сумма n различных натуральных чисел не меньше n(n + 1)/2, поэтому среднее не меньше (n + 1)/2. Значит выгодно брать наименьшее допустимое n = 20. Тогда сумма имеет вид 20m + 3 и не меньше 210, откуда m ≥ 11 и S ≥ 223. Такая сумма достигается на наборе 1, 2, …, 19, 33, и среднее равно 11,15.
Ответ: 11,15.

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.