Данная задача связана с нахождением минимального значения суммы четырех чисел, при котором отличнику Паше и отличнику Ване удастся перемножить какие-то три из них и получить заданные результаты.
Пусть a, b, c и d - это четыре различных целых числа, записанных на доске. Отличник Паша перемножил какие-то три числа и получил 43, а отличник Ваня перемножил какие-то три числа и получил 86.
Математически формулируется следующая система уравнений:
a * b * c = 43 (уравнение отличника Паши)
a * b * d = 86 (уравнение отличника Вани)
Решим эту систему уравнений для нахождения значений чисел a, b, c и d.
Разделитель префикса a, b, c и d мы опустим для краткости.
Перемножим уравнения и получим:
(a * b * c) * (a * b * d) = 43 * 86
a^2 * b^2 * c * d = 43 * 86
Так как a, b, c и d - целые числа, то их произведение также будет целым числом. Поэтому искомое произведение, равное 43 * 86, должно быть квадратом некоторого целого числа.
Разложим 43 * 86 на простые множители:
43 * 86 = 2 * 43 * 2 * 43 = 2^2 * 43^2
Итак, 43 * 86 - это квадрат числа 2 * 43 = 86, а значит искомое произведение 43 * 86 является квадратом числа 86.
Разложим число 86 на простые множители:
86 = 2 * 43 = 2 * 43^1
Получили, что 86 - это квадрат числа 43, а значит число 43 тоже является квадратом некоторого числа.
Итак, мы получили, что произведение чисел a, b, c и d является квадратом двух различных чисел: 43 и 86.
Заметим,что суммы двух квадратов могут быть равны только в двух случаях:
1) Первое число равно квадратному корню суммы двух квадратов, а второе число равно разности квадратного корня суммы двух квадратов и разности квадратного корня двух заданных квадратов.
2) Второе число равно квадратному корню суммы двух квадратов, а первое число равно разности квадратного корня суммы двух квадратов и разности квадратного корня двух заданных квадратов.
Рассмотрим оба этих случая относительно наших чисел 43 и 86:
Первый случай:
Переберем все возможные разности и найдем соответствующие значения квадратных корней:
43 = sqrt(a) - sqrt(b)
86 = sqrt(a) + sqrt(b)
Тогда a = (sqrt(86) + sqrt(43))^2 и b = (sqrt(86) - sqrt(43))^2
Второй случай:
43 = sqrt(a) + sqrt(b)
86 = sqrt(a) - sqrt(b)
Тогда a = (sqrt(86) - sqrt(43))^2 и b = (sqrt(86) + sqrt(43))^2
Итак, мы получили два набора чисел a, b, c и d, удовлетворяющих условию задачи.
Подставим значения a, b, c и d в исходные уравнения.
Первый набор:
a * b * c = (sqrt(86) + sqrt(43))^2 * (sqrt(86) - sqrt(43))^2 * sqrt(43) = (86 - 43) * 43 = 43^2 = 43 * 43 = 43
a * b * d = (sqrt(86) + sqrt(43))^2 * (sqrt(86) - sqrt(43))^2 * sqrt(86) = (86 - 43) * 86 = 43 * 86 = 86^2 = 86 * 86 = 86 * 86 = 86
Второй набор:
a * b * c = (sqrt(86) - sqrt(43))^2 * (sqrt(86) + sqrt(43))^2 * sqrt(43) = (86 + 43) * 43 = 43^2 = 43 * 43 = 43
a * b * d = (sqrt(86) - sqrt(43))^2 * (sqrt(86) + sqrt(43))^2 * sqrt(86) = (86 + 43) * 86 = 43 * 86 = 86^2 = 86 * 86 = 86 * 86 = 86
Мы получили, что в обоих наборах a * b * c = a * b * d = 43, а значит наименьшее значение суммы четырех чисел на доске равно 43 + 43 = 86.
Ответ: сумма четырех чисел на доске не может быть меньше 86.