сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 7032
i

Име­ет­ся на­ту­раль­ное 1001-знач­ное число A. Где 1001-знач­ное число Z  — то же число A, за­пи­сан­ное от конца к на­ча­лу (на­при­мер, для четырёхзнач­ных чисел это могли быть 7432 и 2347). Из­вест­но, что A > Z. При каком A част­ное  дробь: чис­ли­тель: A, зна­ме­на­тель: Z конец дроби будет наи­мень­шим (но стро­го боль­ше 1)?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

I спо­соб. Пусть A=\overlinea_1000 a_99 \ldots a_0 . По­сколь­ку A боль­ше Z, среди цифр a_0, a_1, \ldots, a_499 есть хотя бы одна не­де­вят­ка. Зна­чит,

Z мень­ше или равно Z_0=\underbrace99 \ldots 9_499 8 \underbrace99 \ldots 9_501.

По­ка­жем, что A минус Z боль­ше или равно 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 501 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 499 пра­вая круг­лая скоб­ка . От­сю­да будет сле­до­вать, что

 дробь: чис­ли­тель: A, зна­ме­на­тель: Z конец дроби минус 1 боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 501 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 499 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: Z_0 конец дроби

эта оцен­ка до­сти­га­ет­ся при Z=Z_0, что и даёт ответ. Имеем

 A минус Z = левая круг­лая скоб­ка a_1000 минус a_0 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1000 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка a_999 минус a_1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 999 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 10 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс умно­жить на s плюс левая круг­лая скоб­ка a_501 минус a_499 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 501 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 499 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =

=\varphi_499 \Delta_499 плюс \varphi_498 \Delta_498 плюс умно­жить на s плюс \varphi_0 \Delta_0,

где \varphi_i=a_501 плюс i минус a_499 минус i и \Delta_i=10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 501 плюс i пра­вая круг­лая скоб­ка минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 499 минус i пра­вая круг­лая скоб­ка при i=0, 1, \ldots, 499. За­ме­тим, что \Delta_i плюс 1 боль­ше 10 \Delta_i. Пусть j  — наи­боль­ший ин­декс, при ко­то­ром \varphi_j не равно q 0. Тогда

 \left|\varphi_j \Delta_j плюс \varphi_j минус 1 \Delta_j минус 1 плюс умно­жить на s плюс \varphi_0 \Delta_0| \geqslant\left|\varphi_j \Delta_j| минус \left|\varphi_j минус 1 \Delta_j минус 1| минус умно­жить на s минус \left|\varphi_0 \Delta_0| \geqslant

 боль­ше или равно \Delta_j левая круг­лая скоб­ка 1 минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 10 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 100 конец дроби минус умно­жить на s минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка j пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \Delta_j, зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка j пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби боль­ше или равно \Delta_0,

что и тре­бо­ва­лось.

II спо­соб. Ясно, что можно ми­ни­ми­зи­ро­вать (по­ло­жи­тель­ное) число

 дробь: чис­ли­тель: A, зна­ме­на­тель: Z конец дроби минус 1= дробь: чис­ли­тель: A минус Z, зна­ме­на­тель: Z конец дроби .

Про­ну­ме­ру­ем цифры в A слева на­пра­во a_1, a_2, \ldots, a_1001. Пусть k  — наи­мень­ший номер, для ко­то­ро­го a_k не равно q a_1002 минус k (тогда k мень­ше или равно 500 и a_k боль­ше a_1002 минус k, ибо A боль­ше Z пра­вая круг­лая скоб­ка . Рас­смот­рим про­из­воль­ный оп­ти­маль­ный при­мер. За­ме­ним пер­вые и по­след­ние k минус 1 цифр на де­вят­ки. A минус Z не из­ме­нит­ся, Z не умень­шит­ся, то есть наша дробь не уве­ли­чит­ся. По этой же при­чи­не a_501 можно за­ме­нить на 9. За­ме­ним a_k на 9, а a_1002 минус k на 8. При этом A минус Z не уве­ли­чит­ся, а Z не умень­шит­ся.

За­ме­ним все цифры a_k плюс 1, \ldots, a_500 на нули, а a_502, \ldots, a_1001 минус k на де­вят­ки. Тогда A минус Z не уве­ли­чит­ся, а Z если и умень­шит­ся, то на мень­шую ве­ли­чи­ну (это про­изойдёт толь­ко тогда, когда вто­рая по­ло­ви­на и так была де­вят­ка­ми!). По­сколь­ку в оп­ти­маль­ном при­ме­ре A минус Z мень­ше Z (в пер­вом про­сто мень­ше цифр), то, ясно,  дробь: чис­ли­тель: A минус Z, зна­ме­на­тель: Z конец дроби не воз­растёт. Итак, можно счи­тать, что A имеет вид

\underbrace99 \ldots 9_k \underbrace00 \ldots 0_500 минус k \underbrace99 \ldots 9_500 минус k 8 \underbrace99 \ldots 9_k минус 1.

В этом слу­чае

A минус Z=10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 501 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 500 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 10 в сте­пе­ни k минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Это вы­ра­же­ние до­сти­га­ет ми­ни­му­ма при k = 500, и при этом же k до­сти­га­ет­ся мак­си­мум зна­че­ния рас­смат­ри­ва­е­мых Z. Зна­чит, это и есть ответ.

 

Ответ: при A, за­пись ко­то­ро­го (слева на­пра­во) такая: 501 де­вят­ка, восьмёрка, 499 де­вя­ток.