Для решения этой задачи нам нужно выразить общее количество ингредиентов в виде:
\[ n_F + n_W + n_D = 2023, \]
где:
- \(n_F\) — количество лягушек (0 ≤ \(n_F\) ≤ 11),
- \(n_W\) — количество волчиных зубов (кратное 4, может быть 0),
- \(n_D\) — количество драконьих чешуек (кратное 8, может быть 0).
Обозначим:
- \(n_W = 4k\), где \(k\) — целое неотрицательное число,
- \(n_D = 8m\), где \(m\) — целое неотрицательное число.
Подставим эти выражения в уравнение:
\[ n_F + 4k + 8m = 2023. \]
Теперь у нас есть два ограничения:
- \(0 \leq n_F \leq 11\), что позволяет \(n_F\) принимать значения от 0 до 11.
- \(n_F\) принимает целые значения, а \(4k + 8m = 2023 - n_F\).
Для каждого возможного \(n_F\) мы можем подсчитать количество решений уравнения \(4k + 8m = 2023 - n_F\).
Перепишем это уравнение:
\[ 4k + 8m = 2023 - n_F. \]
Это уравнение можно упростить:
\[ k + 2m = \frac{2023 - n_F}{4}. \]
Обозначим \(N = 2023 - n_F\). Принимая во внимание, что \(N\) должно быть неотрицательным, максимальное \(n_F\) считается так:
\[ 2023 - N \geq 0 \Rightarrow N \leq 2023. \]
Теперь вычислим для каждой \(n_F\) количество возможных \(k\) и \(m\):
- Условие для \(N\):
- Поскольку \(N\) должно быть четным, \(2023 - n_F\) должно быть четным, что означает, что \(n_F\) должно быть нечетным, следовательно, возможные значения \(n_F\) — это 1, 3, 5, 7, 9, 11 (всего 6 значений).
Теперь на каждом уровне:
Для \(n_F = 0\):
- \(N = 2023\) ⟹ \(k + 2m = 505.75\) (не имеет целых решений).
Для \(n_F = 1\):
- \(N = 2022\) ⟹ \(k + 2m = 505.5\) (не имеет целых решений).
Для \(n_F = 2\):
- \(N = 2021\) ⟹ \(k + 2m = 505.25\) (не имеет целых решений).
Для \(n_F = 3\):
- \(N = 2020\) ⟹ \(k + 2m = 505\).
- Число неотрицательных решений в терминах \(k\) и \(m\) равняется \(506\) (от 0 до 505).
Для \(n_F = 4\):
- \(N = 2019\) ⟹ \(k + 2m = 504.75\) (не имеет целых решений).
(Паттерн будет продолжаться: только \(n_F = 3\) производит целые решения, пока другие не дают их).
Таким образом, количество способов приготовления зелья только при \(n_F = 3\):
- \[506.\]
Все остальные \(n_F\) значения не дают решений. Подсчеты вышеизложены для \(n_F\):
Таким образом, Баба Яга может приготовить зелье 506 способами.
