Развлечения со спичками - [5]
IV. Немного арифметики на спичках
Задача 27-я
Это — задача-шутка, довольно забавная. На столе лежат 3 спички. Не прибавляя и не ломая ни одной спички, сделайте из этих трех спичек — четыре!
Решение
Вы делаете "четыре", — просто четыре, а не четыре спички — следующим образом (см. рисунки 40 и 41):
Таким же незамысловатым, но для многих неожиданным способом вы могли бы сделать из трех спичек шесть (VI), из четырех — семь (VII) и т. д.
Вот еще образчик задачи-шутки подобного же рода:
3 + 2 = 8!
Задача 28-я
На столе лежат 3 спички. Прибавить к ним еще две и получите… восемь!
Решение
И здесь выручает римская нумерация. Вот ответ:
3 + 2 = 8
Задача 29-я
На столе лежат 48 спичек, распределенные по трем кучкам. Сколько спичек в каждой кучке, вы не знаете. Зато вы знаете следующее: когда из первой кучки переложили во вторую столько, сколько в этой второй кучке имелось, затем из второй в третью столько, сколько в этой третьей имелось, и наконец из третьей в первую столько, сколько в этот момент в первой кучке имелось, — то во всех трех кучках оказалось спичек поровну. Можете ли вы сказать, сколько спичек было в каждой кучке первоначально?
Решение
Задачу нужно решать с конца. Нам говорят, что после всех перекладываний число спичек в кучках оказалось одинаковым. Так как от этих перекладываний общее число спичек во всех трех кучках не изменилось и, значит, осталось прежнее (48), то в каждой кучке после трех перекладываний оказалось по 16 спичек. Следовательно, к концу имеем:
Непосредственно перед этим в 1-ю кучку было прибавлено столько, сколько в ней имелось, т.-е. число спичек в ней было удвоено. Значит, до последнего перекладывания в 1-й кучке было не 16, а 8 спичек; в 3-й же кучке, откуда эти 8 спичек были взяты, имелось 16 + 8 = 24. Теперь у нас такое распределение спичек:
Далее: мы знаем, что перед этим из 2-й кучки было переложено в 3-ю столько спичек, сколько имелось в 3-й кучке. Значит, 24 — это удвоенное число спичек, бывших в 3-й кучке до второго перекладывания. Отсюда узнаем распределение спичек после первого перекладывания:
Легко сообразить, что раньше первого перекладывания, т.-е. до того, как из 1-й кучки было переложено во вторую столько спичек, сколько в этой второй имелось — распределение спичек было такое:
Это и есть первоначальное распределение спичек по кучкам. Нетрудно убедиться, проделав требуемые задачей переложения, что ответ верен.
Задача 30-я
Любопытно, что предыдущую задачу можно было бы решить даже и в том случае, если бы в условии не указывалось точного числа спичек во всех кучках. А именно, задачу можно было предложить в таком виде:
Из полного коробка вынуты несколько спичек, а остальные распределены по трем кучкам. Потом сделаны были следующие переложения: из 1-й кучки во 2-ю столько, сколько было во 2-й; из 2-й в 3-ю столько, сколько было в 3-й; из 3-й в 1-ю столько, сколько было в 1-й, — и тогда во всех кучках оказалось спичек поровну. Каково было первоначальное расположение спичек в кучках?
Решение
Пусть после третьего перекладывания оказалось каждой кучке по а спичек, т.-е. распределение стало такое:
До этого, — как вы легко сообразите сами — распределение было
Более раннее распределение:
А еще раньше:
Это и есть первоначальное распределение спичек по кучкам. Возможно оно, очевидно, лишь в том случае, если число спичек а делится без остатка на 8. Значит, число а может равняться 8, 16, 24 и т. д., а число спичек во всех трех кучках (3а) могло быть только 24, 48, 72 и т. д.
Но в коробке обычно бывает, примерно, около 55 спичек. Мы знаем, что из коробка было вынуто несколько спичек. Ясно, что единственное подходящее число в предыдущем ряду 48. Это и есть ответ задачи.
Знаете ли вы, сколько всего спичек потребляется ежегодно всеми жителями нашего Союза? На первый взгляд кажется, что узнать это очень трудно: кто же ведет учет потребленным им спичкам! Но вопрос разрешается очень просто, если подойти к нему с другого конца: узнать, сколько спичек изготовляется у нас в течение года. Определить это уже гораздо проще, так как производительность всех спичечных фабрик Союза учитывается. Вся союзная выработка спичек в 1926 г. намечена в количестве 2.400.000 ящиков.
Так как в ящике 1000 коробков, то всего изготавляется у нас 2.400.000.000 коробков.
Вы яснее представите себе это огромное число коробков, если вообразите их наложенными один на другой. Какой высоты получился бы столб? Это нетрудно подсчитать, если знать, что толщина одной коробки 1>1/2 сантиметра. Выполним умножение:
1>1/2 х 2.400.000.000 = 3.600.000.000 сантиметров.
Так как в одном километре 100 x 1000, т.-е. 100.000 сантиметров, то полученное нами число составляет 36.000 километров. Это чуть не втрое больше поперечника земного шара! Не много не хватает, чтобы окружить этим столбом всю землю по экватору (для этого понадобилось бы 40.000 километров).
Еще более внушительные числа получаются, если подсчитать число отдельных спичек, изготовляемых в нашем Союзе в течение года. Будем считать, ради удобства расчета, что в каждом коробке 50 спичек (обычно бывает немного больше). Тогда имеем:
