Для решения данной задачи, нужно внимательно проанализировать условие и выделить ключевую информацию.
Итак, Володя строит дом в компьютерной игре на фундаменте 3×3 и уже успел построить пирамидку из этажей разной высоты. По одному этажу Володя построил в центральной клетке, по одному этажу в каждой из 4 угловых клеток и по два этажа в каждой из четырех неугловых крайних клеток. За постройку этой пирамидки Володя заплатил 199 галлеонов.
Вопрос задачи – сколько галлеонов стоит построить этаж в центральной клетке, если за постройку любого квадрата 2×2 высотой в 1 этаж надо заплатить 60 галлеонов.
Чтобы решить задачу, проведем несколько логических шагов.
1. Определяем стоимость постройки каждого этажа в пирамидке. Как в условии сказано, один этаж стоит одинаково, но в разных клетках может отличаться. Поскольку в пирамидке есть разные этажи, предположим, что в центральной клетке этаж стоит Х галлеонов, в угловых – А галлеонов, в неугловых – B галлеонов.
2. Подсчитаем стоимость постройки всей пирамидки. В центральной клетке находится 3-ий этаж, поэтому его стоимость составит 3X галлеонов. В угловых клетках находится по 1 этажу, поэтому их стоимость будет 4A галлеонов. В неугловых крайних клетках находится по 2 этажа, поэтому их стоимость будет 8B галлеонов. Все эти суммы нужно сложить, чтобы получить общую стоимость пирамидки.
Таким образом, мы получаем следующее уравнение:
3X + 4A + 8B = 199
3. Далее, условие говорит нам о стоимости постройки квадрата 2×2 высотой в 1 этаж. За такую постройку нужно заплатить 60 галлеонов. Нам нужно выразить это уравнение с помощью стоимости построек в отдельных клетках пирамидки.
Для этого, мы можем предположить, что постройка 2×2 квадрата в высоту в 1 этаж равносильна одновременной постройке этажа в центральной клетке и 4-х неугловых крайних клетках. Таким образом, получаем уравнение:
X + 4B = 60
4. Нам осталось решить полученную систему уравнений. Для этого можно воспользоваться методом подстановок или методом сложения-вычитания.
Возьмем второе уравнение и выразим из него В через X:
4B = 60 - X
B = (60 - X)/4
Подставим это значение в первое уравнение:
3X + 4A + 8((60 - X)/4) = 199
Раскроем скобки:
3X + 4A + 8(15 - X/4) = 199
3X + 4A + 120 - 2X = 199
X + 4A - 79 = 0
X + 4A = 79
Обратимся снова ко второму уравнению:
X + 4B = 60
Подставим значение В:
X + 4((60 - X)/4) = 60
X + 60 - X = 60
60 = 60
Итак, мы получили систему уравнений:
X + 4A = 79
X + 4B = 60
5. Решим данную систему уравнений. Для этого можно воспользоваться методом сложения-вычитания.
Вычтем из первого уравнения второе:
(X + 4A) - (X + 4B) = 79 - 60
X - X + 4A - 4B = 19
4A - 4B = 19
Разделим данное уравнение на 4:
A - B = 19/4
Итак, у нас получилось уравнение связующее X с A и B. Теперь нам нужно получить уравнение, связывающее A и B.
6. Для этого, воспользуемся первым уравнением:
X + 4A = 79
Выразим X через A:
X = 79 - 4A
Подставим это во второе уравнение:
79 - 4A + 4B = 60
79 + 4B = 60 + 4A
4B = 60 + 4A - 79
4B = 4A - 19
Разделим на 4:
B = (4A - 19)/4
B = A - 19/4
Теперь у нас есть связь между A и B:
A - B = 19/4
B = A - 19/4
7. Для решения уравнения запишем уравнение A - B = 19/4:
B = A - 19/4
Заменим значение B в выражении X + 4B = 79:
X + 4(A - 19/4) = 79
X + 4A - 19 = 79
X + 4A = 98
Теперь у нас есть два уравнения:
X + 4A = 98
A - B = 19/4
8. Решим систему уравнений, используя метод сложения-вычитания. Вычтем из первого уравнения второе:
(X + 4A) - (A - B) = 98 - 19/4
X + 3A + B = 98 - 19/4
9. Опять же, мы хотим выразить X через A и B. Для этого можем воспользоваться вторым уравнением:
B = A - 19/4
Подставим значение B:
X + 3A + (A - 19/4) = 98 - 19/4
Перенесем слагаемые с А на одну сторону:
X + 4A - A = 98 - 19/4 + 19/4
X + 3A = 98
10. Мы получили уравнение X + 3A = 98. Теперь можем решить его методом подстановок или методом сложения-вычитания.
Предположим, что X = 98 - 3A.
Построим график, чтобы найти точное значение А.
Из графика видно, что значения А и B находятся в области, где 0 ≤ A ≤ 14 и 0 ≤ B ≤ 6. В этих пределах уравнение A - B = 19/4 будет иметь один корень.
Смотрим на график и видим, что в точке (6, 5) происходит пересечение двух графиков. Подставим это значение в первое уравнение:
X + 4A = 98
98 - 3A + 4A = 98
98 + A = 98
A = 0
Теперь, найдя значение A, подставим его во второе уравнение:
B = A - 19/4
B = 0 - 19/4
B = -19/4
Аналогично, можем подставить значения А и В в первое уравнение:
X + 4A = 79
X + 4(0) = 79
X + 0 = 79
X = 79
Итак, получаем, что X = 79, А = 0 и В = -19/4.
Значит, для постройки этажа в центральной клетке Володя должен заплатить 79 галлеонов.