Для решения этой задачи давайте обозначим количество синих шариков в i-й коробке как \( b_i \), а количество красных шариков как \( r_i \). У нас есть 10 коробок, и по условию в каждой коробке есть хотя бы один синий и хотя бы один красный шарик:
\[ b_i \geq 1 \quad \text{и} \quad r_i \geq 1 \quad \text{для всех} \quad i = 1, 2, \ldots, 10. \]
Далее нам известно, что Коля заметил разницу между количеством шаров разных цветов в каждой коробке, то есть:
\[ |b_i - r_i| \quad \text{должно быть уникальными, для } i = 1, 2, \ldots, 10. \]
Предположим, что разности (то есть абсолютные значения) для каждой коробки принимают значения \( d_1, d_2, \ldots, d_{10} \). Эти значения должны быть уникальными, а поскольку Коля записал 10 разных чисел, можно предположить, что они могут принимать значения от 1 до 10 (поскольку всего 10 коробок).
Разности можно выразить через количество шариков в коробке следующим образом: \[ d_i = |b_i - r_i| = |(b_i - r_i)|. \]
Это означает, что если \( b_i > r_i \), тогда \( d_i = b_i - r_i \), и наоборот. Чтобы минимизировать общее количество шаров, нам нужно выбрать значения таким образом, чтобы они были минимальны при соблюдении условия, что разности уникальны и положительны.
Для каждого \( i \) из 1 до 10, зададим количество шариков следующим образом:
Для \( d_1 = 1 \):
- \( b_1 = 2, r_1 = 1 \) (итого 3)
Для \( d_2 = 2 \):
- \( b_2 = 3, r_2 = 1 \) (итого 4)
Для \( d_3 = 3 \):
- \( b_3 = 4, r_3 = 1 \) (итого 5)
Для \( d_4 = 4 \):
- \( b_4 = 5, r_4 = 1 \) (итого 6)
Для \( d_5 = 5 \):
- \( b_5 = 6, r_5 = 1 \) (итого 7)
Для \( d_6 = 6 \):
- \( b_6 = 7, r_6 = 1 \) (итого 8)
Для \( d_7 = 7 \):
- \( b_7 = 8, r_7 = 1 \) (итого 9)
Для \( d_8 = 8 \):
- \( b_8 = 9, r_8 = 1 \) (итого 10)
Для \( d_9 = 9 \):
- \( b_9 = 10, r_9 = 1 \) (итого 11)
Для \( d_{10} = 10 \):
- \( b_{10} = 11, r_{10} = 1 \) (итого 12)
Теперь суммируем общее количество шаров:
\[ 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 = 75. \]
Таким образом, минимальное общее количество шаров во всех коробках, соблюдая все условия, составит 75.
