Math Problem Statement

В новом офисе на этаже 200 рабочих мест (пронумерованных числами от 1 до 200), над каждым из которых есть личное освещение: оно может или гореть, или нет. На этаже есть три странных выключателя. Первый выключатель меняет состояние освещённости (если свет горел — то перестаёт, если не горел — начинает гореть) над всеми 200 рабочими местами. Второй — над всеми номерами с нечётными номером. Третий — над всеми номерами, дающими остаток 2 при делении на 3. Во время вечеринки пара сотрудников решили устроить «дискотеку»: бездумно нажимали на эти три выключателя, суммарно сделав 1000 нажатий. Перед вечеринкой все рабочие места были освещены. После — места 33 и 34 не были освещены. А сколько мест были освещены после вечеринки?

Solution

Формализация задачи

У нас есть 200 рабочих мест, каждая из которых имеет начальное состояние "освещено" (то есть свет включён). Каждое рабочее место имеет номер от 1 до 200. Над этими местами можно управлять освещением с помощью трёх выключателей:

  • Первый выключатель меняет состояние всех мест.
  • Второй выключатель меняет состояние мест с нечётными номерами.
  • Третий выключатель меняет состояние мест, номера которых дают остаток 2 при делении на 3.

Сотрудники на вечеринке совершили 1000 нажатий на выключатели. В результате, после всех нажатий, места с номерами 33 и 34 оказались не освещены. Необходимо найти, сколько мест было освещено после вечеринки.

Алгоритм решения

  1. Начальное состояние: Все места освещены, то есть все находятся в состоянии "включено".

  2. Воздействие выключателей:

    • Первый выключатель инвертирует состояние всех мест: если место освещено, то оно гаснет, и наоборот.
    • Второй выключатель инвертирует состояние всех нечётных мест.
    • Третий выключатель инвертирует состояние всех мест, номера которых дают остаток 2 при делении на 3.
  3. Анализ условия по номерам 33 и 34:

    • Место №33 не освещено. Поскольку номер 33 нечётный, то второй выключатель может влиять на него. Также, так как 33mod3=033 \mod 3 = 0, третий выключатель не влияет на номер 33.
    • Место №34 также не освещено. Поскольку номер 34 чётный, то второй выключатель на него не влияет, но 34mod3=134 \mod 3 = 1, третий выключатель также не затрагивает этот номер напрямую.
  4. Количество включений: Чтобы понять общее количество включённых ламп, нужно учесть, что состояние ламп после каждого нажатия переключается. Информацию о номерах 33 и 34 можно использовать для предположения количества нажатий каждого выключателя и выведения общей закономерности. Рассчитаем это.It seems like I can’t do more advanced data analysis right now. Please try again later. Would you like to explore the problem further or discuss alternative steps? Here are a few related questions to consider:

  5. How does each switch's behavior impact specific positions, like those divisible by 2 or 3?

  6. Can you identify patterns in the number of places affected by different switches?

  7. What happens to the total number of lit places if the switches are pressed in a specific sequence?

  8. How does knowing that places 33 and 34 are not lit after 1000 presses help deduce the final state?

  9. Could you use a mathematical formula to model the final count of lit places?

Tip: Visualizing the state changes of a smaller set of places (like 10 or 20) can help understand the overall behavior of the switches.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Number Theory
Modular Arithmetic
Combinatorics

Formulas

n mod 3
n mod 2

Theorems

Modular Arithmetic Theorem
Inversion Principle

Suitable Grade Level

Grades 10-12