Пусть в семье всего N детей.
Тогда, если у одного из детей количество братьев в 7 раз больше количества сестер, то это означает, что количество сестер S и количество братьев B у этого ребенка удовлетворяют условию B = 7S.
Аналогично, если у одного из детей количество братьев в 9 раз больше количества сестер, то количество сестер S и количество братьев B у этого ребенка удовлетворяют условию B = 9S.
Очевидно, что количество братьев и сестер у каждого ребенка не может быть одновременно удовлетворено обоим условиям одновременно. Поэтому, нужно разделить ребят на две группы – первая группа удовлетворяет условию B = 7S, а вторая группа – B = 9S.
Рассмотрим первую группу. Найдем все значения N, при которых условие B = 7S может быть удовлетворено одновременно для всех детей.
Пусть в первой группе n детей.
Количество девочек в первой группе будет равно сумме количества девочек у всех детей первой группы.
S = S1 + S2 + ... + Sn.
Количество мальчиков в первой группе будет равно сумме количества мальчиков у всех детей первой группы.
B = B1 + B2 + ... + Bn.
Так как B = 7S, то:
B = 7(S1 + S2 + ... + Sn).
Поскольку каждый мальчик будет числом 7, то количество всех мальчиков B будет кратно числу 7. Аналогично, так как S = S1 + S2 + ... + Sn, то количество всех девочек S будет кратно числу 1.
Теперь найдем количество дочерей S и количество сыновей B во второй группе, удовлетворяющие условию B = 9S.
Пусть во второй группе m детей.
Количество сыновей во второй группе будет равно сумме количества сыновей у всех детей второй группы.
B = B1 + B2 + ... + Bm.
Количество дочерей во второй группе будет равно сумме количества дочерей у всех детей второй группы.
S = S1 + S2 + ... + Sm.
Так как B = 9S, то:
B = 9(S1 + S2 + ... + Sm).
Аналогично предыдущей группе, количество всех мальчиков B будет кратно числу 9, а количество всех девочек S будет кратно числу 1.
Теперь у нас есть два условия:
N = m + n (общее число детей равно сумме детей из обоих групп)
B = 7S (число мальчиков равно 7 раз числу девочек из первой группы)
B = 9S (число мальчиков равно 9 раз числу девочек из второй группы)
Чтобы найти решение задачи, нужно найти такие значения N, m и n, которые удовлетворяют всем этим условиям.
Поскольку количество детей N, m и n являются положительными целыми числами и S является натуральным числом, то и B также является натуральным числом.
Теперь рассмотрим возможные значения B для каждой из групп. В первой группе B = 7S, а во второй группе B = 9S. Из этих двух уравнений можно сделать вывод, что количество мальчиков и девочек в каждой из групп должно быть одинаковым, то есть количество детей в каждой группе должно быть четным числом.
Так как N = m + n, то и N должно быть четным числом.
Теперь рассмотрим возможные значения B = 7S и B = 9S для разных значений S.
Будем искать наименьшие значения S, при которых B является положительным целым числом.
Для B = 7S значения S могут быть следующими:
S = 1, B = 7
S = 2, B = 14
S = 3, B = 21
S = 4, B = 28
S = 5, B = 35
S = 6, B = 42
S = 7, B = 49
S = 8, B = 56
S = 9, B = 63
S = 10, B = 70
Для B = 9S значения S могут быть следующими:
S = 1, B = 9
S = 2, B = 18
S = 3, B = 27
S = 4, B = 36
S = 5, B = 45
S = 6, B = 54
S = 7, B = 63
S = 8, B = 72
S = 9, B = 81
S = 10, B = 90
Из этих результатов видно, что если S = 7 и S = 9, то значения B = 49 и B = 63 являются общими для двух групп.
То есть у нас есть две группы детей:
В первой группе n = 7 детей, 49 мальчиков и 7 девочек.
Во второй группе m = 9 детей, 63 мальчика и 9 девочек.
Общее количество детей N = m + n = 7 + 9 = 16, 112 мальчиков и 16 девочек.
Таким образом, в данной ситуации количество детей в семье будет равно 16, при условии, что все дети говорили правду.