Давайте разберем оба вопроса по отдельности.
Вопрос 1: Сколько учеников в классе?
У нас есть информация, что каждый мальчик дружит ровно с четырьмя девочками, а каждая девочка дружит ровно с тремя мальчиками. Это типичная задача на графы, где мальчики и девочки представляют собой вершины, а дружба — ребра графа.
Обозначим количество мальчиков за ( b ), а количество девочек за ( g ).
Из условия следует:
- Количество связей у мальчиков: ( 4b ) (поскольку каждый мальчик дружит с четырьмя девочками).
- Количество связей у девочек: ( 3g ).
Так как общее количество связей с обеих сторон должно быть одинаковым, получаем уравнение:
[ 4b = 3g ]
Также известно, что на экскурсии было 23 школьника, а в классе 16 парт. Предположим, что за одной партой сидят два ученика, тогда в классе может быть максимум 32 ученика.
Чтобы найти ( b ) и ( g ), воспользуемся уравнением ( 4b = 3g ), которое можно выразить как:
[ g = \frac{4}{3}b ]
Пусть ( b + g = n ) — общее количество учеников в классе. Мы знаем, что ( n \leq 32 ).
Подставим ( g = \frac{4}{3}b ) в уравнение:
[ b + \frac{4}{3}b = n ]
[ \frac{7}{3}b = n ]
[ b = \frac{3}{7}n ]
[ g = \frac{4}{7}n ]
Так как ( b ) и ( g ) должны быть целыми числами, ( n ) должно быть кратно 7. Ближайшее к 23 число, кратное 7, это 21. Проверим это значение:
[ b = \frac{3}{7} \times 21 = 9 ]
[ g = \frac{4}{7} \times 21 = 12 ]
Таким образом, в классе всего 21 ученик.
Вопрос 2: Какое наибольшее число уголков могло получиться?
У нас есть доска размером ( 8 \times 8 ), из которой удалена одна угловая клетка, что оставляет нас с 63 клетками.
Каждый прямоугольник ( 1 \times 4 ) занимает 4 клетки, а каждый уголок из 3 клеток занимает 3 клетки.
Обозначим количество прямоугольников как ( x ), а количество уголков как ( y ). Тогда у нас есть уравнение:
[ 4x + 3y = 63 ]
Нам нужно максимизировать ( y ), при этом ( x \geq 2 ) и ( y \geq 2 ), так как фигур каждого вида больше одной.
Итак, чтобы максимизировать ( y ), минимизируем ( x ). Подставим минимальное возможное значение для ( x = 2 ):
[ 4 \times 2 + 3y = 63 ]
[ 8 + 3y = 63 ]
[ 3y = 55 ]
[ y = \frac{55}{3} \approx 18.33 ]
Поскольку ( y ) должно быть целым, округляем вниз:
[ y = 18 ]
Теперь проверим, можно ли решить это с целыми значениями:
При ( y = 18 ):
[ 4x + 3 \times 18 = 63 ]
[ 4x + 54 = 63 ]
[ 4x = 9 ]
( x = 2.25 ) не является допустимым, так что попробуем ( y = 17 ):
[ 4x + 3 \times 17 = 63 ]
[ 4x + 51 = 63 ]
[ 4x = 12 ]
[ x = 3 ]
Таким образом, наибольшее число уголков, которое можно получить, равно 17.
Ответы:
- В классе 21 ученик.
- Наибольшее число уголков — 17.