РУҚА
20

Решение: Сумма разностей по окружности

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 20 · Делимость чисел
ВысокаяФИПИ5066E8Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 6 шагов
Условие

По окружности в некотором порядке расставлены натуральные числа от 1 до 12. Между каждыми двумя соседними числами написали модуль их разности. Затем исходные числа стёрли.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

6 шагов
1

Для пункта а) подходит, например, расстановка $1,2,3,4,10,9,8,7,6,5,11,12$ по окружности.

$$|1-2|+|2-3|+|3-4|+|4-10|+|10-9|+|9-8|+|8-7|+|7-6|+|6-5|+|5-11|+|11-12|+|12-1|=32$$
2

Для пункта б) модуль разности имеет ту же чётность, что и сама разность. Поэтому сумма полученных чисел сравнима по модулю 2 с суммой разностей по замкнутому циклу.

$$\sum |a_i-a_{i+1}| \equiv \sum (a_i-a_{i+1})=0 \pmod 2$$
3

Следовательно, сумма полученных чисел всегда чётна. Поэтому значение 29 невозможно.

4

Для любых двух чисел $a$ и $b$ из расстановки справедливо неравенство $|a-b|\leq |a-6{,}5|+|b-6{,}5|$. Суммируя его по всем двенадцати соседним парам, получаем:

$$\sum |a_i-a_{i+1}|\leq 2\sum_{k=1}^{12}|k-6{,}5|$$
5

Вычислим правую часть:

$$2\sum_{k=1}^{12}|k-6{,}5|=2\cdot 36=72$$

Значение 72 достигается, например, при расстановке $1,12,2,11,3,10,4,9,5,8,6,7$.

$$11+10+9+8+7+6+5+4+3+2+1+6=72$$
Ответ

а) Например, $1,2,3,4,10,9,8,7,6,5,11,12$; б) нет, так как сумма всегда чётна; в) наибольшее значение равно $72$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Забывают учесть разность между последним и первым числом.

Пытаются доказать невозможность числа 29 только перебором.

Не доказывают, что найденное значение в пункте в) является максимальным.

Ошибочно считают, что максимальная сумма получается при обычной последовательности чисел от 1 до 12.

Закрепить приёмВ теме «Делимость чисел» ещё 44 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 20 ЕГЭ, математика, профиль

Разбор этой задачи разложен на 6 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Делимость чисел»: в ней 45 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.