Для решения этой задачи давайте введем несколько обозначений. Пусть в каждую из 10 коробок положено по \( b_i \) синих шариков и \( r_i \) красных шариков для \( i = 1, 2, \ldots, 10 \). Поскольку в каждой коробке содержится хотя бы один синий и один красный шарик, то \( b_i \geq 1 \) и \( r_i \geq 1 \).
Коля нашел разницу между количеством шаров различных цветов в каждой коробке, то есть мы можем записать для каждой коробки:
\[ d_i = |b_i - r_i| \]
Поскольку Коля получил 10 разных чисел, это означает, что \( d_1, d_2, \ldots, d_{10} \) — это 10 различных ненегативных чисел.
Теперь заметим, что:
- Если \( b_i > r_i \), то \( d_i = b_i - r_i \).
- Если \( r_i > b_i \), то \( d_i = r_i - b_i \).
Для получения 10 различных значений \( d_i \) минимально допустимые различия могут принимать значения от 0 до 9 (то есть: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9). Однако, поскольку в каждой коробке должно быть хотя бы по одному шарик каждого цвета, возможность, что \( d_i = 0 \) (то есть \( b_i = r_i \)) невозможна. Таким образом, минимальные допустимые значения \( d_i \) будут 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, и 10.
Чтобы минимизировать общее количество шариков, давайте просто выберем:
- \( d_1 = 1 \): тогда \( b_1 = 2, r_1 = 1 \) (итого 3 шарика).
- \( d_2 = 2 \): \( b_2 = 3, r_2 = 1 \) (итого 4 шарика).
- \( d_3 = 3 \): \( b_3 = 4, r_3 = 1 \) (итого 5 шариков).
- \( d_4 = 4 \): \( b_4 = 5, r_4 = 1 \) (итого 6 шариков).
- \( d_5 = 5 \): \( b_5 = 6, r_5 = 1 \) (итого 7 шариков).
- \( d_6 = 6 \): \( b_6 = 7, r_6 = 1 \) (итого 8 шариков).
- \( d_7 = 7 \): \( b_7 = 8, r_7 = 1 \) (итого 9 шариков).
- \( d_8 = 8 \): \( b_8 = 9, r_8 = 1 \) (итого 10 шариков).
- \( d_9 = 9 \): \( b_9 = 10, r_9 = 1 \) (итого 11 шариков).
- \( d_{10} = 10 \): \( b_{10} = 11, r_{10} = 1 \) (итого 12 шариков).
Теперь посчитаем общее количество шариков:
\[ 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 = 75 \]
Таким образом, минимальное количество шариков, которое может лежать суммарно во всех коробках, составляет 75.
