Sākums

LV.AMO.2008.12.2

Kādiem naturāliem \(n\) skaitļu kopu \(\{1; 2; 3; \ldots; n\}\) var sadalīt divās daļās tā, lai vienlaicīgi izpildītos šādi nosacījumi:

a. katrs skaitlis nonāktu tieši vienā daļā,
b. abās daļās būtu vienāds daudzums skaitļu,
c. katras daļas visu skaitļu vidējais aritmētiskais arī piederētu šai daļai?

Noslēpt atrisinājumu

Atrisinājums

Skaidrs, ka \(n\) jābūt pāra skaitlim. Pie \(n=2\) der \(A=\{1\}, B=\{2\}\). Pie \(n=4\) prasītais sadalījums neeksistē (viegla visu gadījumu pārbaude). Pie \(n=2k,\ k\) - nepāra skaitlis, der sadalījums \(A=\{1; 2; \ldots; k\}, B=\{k+1; \ldots; 2k\}\). Tiešām, vidējie aritmētiskie ir \(\frac{k+1}{2}\) un \(k+\frac{k+1}{2}\), tātad naturāli skaitļi; viegli pārliecināties, ka \(1 \leq \frac{k+1}{2} \leq k\), no kurienes seko, ka tie pieder vajadzīgajām kopām. Ja \(n=8\), der sadalījums \(A=\{2; 3; 4; 7\}, B=\{1; 5; 6; 8\}\). Ja \(n=2k,\ k\) - pāra skaitlis, \(k \geq 6\), der sadalījums \(A=\left\{1; 2; 3; \ldots; k-2; k; \frac{3k-2}{2}\right\},\ B\) - pārējie skaitļi no \(\{1; 2; \ldots; 2k-1; 2k\}\).

Parādīsim, ka kopa \(A\) apmierina uzdevuma prasības

1) pie \(k \geq 6\) pastāv nevienādība \(k<\frac{3 k-2}{2} \Leftrightarrow k>2\), tātad \(A\) satur \(k\) skaitļus,

2) \(A\) elementu summa ir \(\frac{(k-2)(k-1)}{2}+k+\frac{3k-2}{2}=\frac{k^{2}-3k+2+2k+3k-2}{2}=\frac{k^{2}+2k}{2}\), tāpēc to vidējais aritmētiskais ir \(\frac{\mathrm{k}+2}{2} \in N\)

3) tā kā \(\frac{k+2}{2} \leq k-2 \Leftrightarrow k+2 \leq 2k-4 \Leftrightarrow k \geq 6\), tad šis v. a. pieder kopai \(A\).

Līdzīgi pārbauda, ka uzdevuma prasības apmierina arī kopa \(B\).