Давайте разберем задачу поэтапно.
Понимание условий: У нас есть столица и 20 регионов. Количество дорог между столицей и регионом равно номеру региона. Это значит, что между столицей и регионом 1 — 1 дорога, между столицей и регионом 2 — 2 дороги и так далее до региона 20, где будет 20 дорог.
Подсчет дорог между столицей и регионами: Чтобы найти общее количество дорог между столицей и регионами, мы можем просто сложить количество дорог для каждого региона:
\( 1 + 2 + 3 + \ldots + 20 \)
Это сумма первых 20 натуральных чисел. Сумму можно найти по формуле:
\[ S_n = \frac{n(n + 1)}{2} \]
Подставим \( n = 20 \):
\[ S_{20} = \frac{20 \times 21}{2} = 210 \]
Таким образом, количество дорог между столицей и регионами равно 210.
Подсчет дорог между регионами: По условию, количество дорог между регионами равно разности \( 22 \) и номера региона. То есть, для каждого региона 1-20 количество дорог будет следующим:
- Для региона 1: \( 22 - 1 = 21 \)
- Для региона 2: \( 22 - 2 = 20 \)
- Для региона 3: \( 22 - 3 = 19 \)
- …
- Для региона 20: \( 22 - 20 = 2 \)
Теперь найдем общее количество дорог между регионами (сумму от 21 до 2). Это также можно записать как сумму первых 20 натуральных чисел, но в обратном порядке:
\[ 21 + 20 + 19 + \ldots + 2 \]
Это тоже можно считать по формуле для суммы арифметической прогрессии:
Количество членов прогрессии — 20, первый член — 2, последний член — 21.
Теперь считаем сумму:
\[ S_{20} = \frac{n(a_1 + a_n)}{2} \] Где \( n = 20 \), \( a_1 = 2 \), \( a_n = 21 \):
\[ S_{20} = \frac{20(2 + 21)}{2} = 20 \times 11.5 = 230 \]
Общее количество дорог: Теперь складываем количество дорог между столицей и регионами (210) и между регионами (230):
\[ 210 + 230 = 440 \]
Таким образом, общее количество дорог в этой стране составляет 440 дорог.