Петя последовательно выписывает натуральные числа от 1 до n в системе счисления с основанием k, ищет их общую сумму цифр S(n; k) и проверяет, не окажется ли она равной 2007. Меняя k, из подходящих вариантов он оставляет только те, в которых n окажется наименьшим возможным. При каких k это случится?
Допустим сначала, что основание системы счисления k достаточно велико, и цифры этой системы счисления достаточно большие для того, чтобы сумма цифр всех однозначных чисел в этой системе счисления 2007. Тогда сумма цифр имеет вид
Очевидно, k неотрицательно. Поэтому
Здесь же увидели, что в этом случае (k > 63) сумма цифр всех чисел от 1 до n не равна 2007.
Пусть теперь Удалось установить, что сумма цифр всех чисел от 1 до n равна 2007 только для основания системы счисления и
При получаются следующие суммы цифр:
1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 46, 48, 51, 55, 60, 66, 73, 81, 90, 100, 102, 105, 109, 114, 120, 127, 135, 144, 154, 165, 168, 172, 177, 183, 190, 198, 207, 217, 228, 240, 244, 249, 255, 262, 270, 279, 289, 300, 312, 325, 330, 336, 343, 351, 360, 370, 381, 393, 406, 420, 426, 433, 441, 450, 460, 471, 483, 496, 510, 525, 532, 540, 549, 559, 570, 582, 595, 609, 624, 640, 648, 657, 667, 678, 690, 703, 717, 732, 748, 765, 774, 784, 795, 807, 820, 834, 849, 865, 882, 900, 901, 903, 906, 910, 915, 921, 928, 936, 945, 955, 957, 960, 964, 969, 975, 982, 990, 999, 1009, 1020, 1023, 1027, 1032, 1038, 1045, 1053, 1062, 1072, 1083, 1095, 1099, 1104, 1110, 1117, 1125, 1134, 1144, 1155, 1167, 1180, 1185, 1191, 1198, 1206, 1215, 1225, 1236, 1248, 1261, 1275, 1281, 1288, 1296, 1305, 1315, 1326, 1338, 1351, 1365, 1380, 1387, 1395, 1404, 1414, 1425, 1437, 1450, 1464, 1479, 1495, 1503, 1512, 1522, 1533, 1545, 1558, 1572, 1587, 1603, 1620, 1629, 1639, 1650, 1662, 1675, 1689, 1704, 1720, 1737, 1755, 1765, 1776, 1788, 1801, 1815, 1830, 1846, 1863, 1881, 1900, 1902, 1905, 1909, 1914, 1920, 1927, 1935, 1944, 1954, 1965, 1968, 1972, 1977, 1983, 1990, 1998, 2007.
При этом
При k = 35 получаются следующие суммы цифр:
1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 55, 66, 78, 91, 105, 120, 136, 153, 171, 190, 210, 231, 253, 276, 300, 325, 351, 378, 406, 435, 465, 496, 528, 561, 595, 596, 598, 601, 605, 610, 616, 623, 631, 640, 650, 661, 673, 686, 700, 715, 731, 748, 766, 785, 805, 826, 848, 871, 895, 920, 946, 973, 1001, 1030, 1060, 1091, 1123, 1156, 1190, 1225, 1227, 1230, 1234, 1239, 1245, 1252, 1260, 1269, 1279, 1290, 1302, 1315, 1329, 1344, 1360, 1377, 1395, 1414, 1434, 1455, 1477, 1500, 1524, 1549, 1575, 1602, 1630, 1659, 1689, 1720, 1752, 1785, 1819, 1854, 1890, 1893, 1897, 1902, 1908, 1915, 1923, 1932, 1942, 1953, 1965, 1978, 1992, 2007.
При этом n = 117. (Очевидно, из двух чисел 117 и 216, наименьшее — 117). При всех остальных k сумма цифр не равна 2007.
Ответ: сумма цифр всех чисел от 1 до n оказывается равна 2007 только в системах счисления k = 10 (при этом n = 216) и k = 35 (при этом n = 117).