Чтобы решить эту задачу, давайте проанализируем условия более подробно.
У нас есть 10 коробок, в каждой из которых есть хотя бы один красный шарик. Количество шариков в каждой коробке обозначим через \(b_i\) для \(i = 1, 2, \ldots, 10\). Обозначим количество красных шариков в коробке \(i\) как \(r_i\), а количество синих шариков как \(s_i\). Таким образом, имеем:
\[ b_i = r_i + s_i \]
По условию, в каждой коробке есть хотя бы один красный шарик, то есть \(r_i \geq 1\).
Коля вычислил разницу между количеством шариков разных цветов в каждой коробке, и эти разности составляют 10 различных чисел. Разность \(d_i\) в коробке \(i\) определяется как:
\[ d_i = |r_i - s_i| \]
Теперь, чтобы каждая разность \(d_i\) была различной, давайте рассмотрим, какие возможные разности могут быть. Поскольку каждая разность \(d_i\) не меньше нуля, а у нас 10 различных значений, то минимально возможные разности — это 0, 1, 2, ..., 9. Однако 0 не может быть разностью в данной задаче, так как в каждой коробке хотя бы один красный шарик, значит \(r_i\) и \(s_i\) не могут быть равны.
Таким образом, минимальные различия, которые мы можем использовать, это 1, 2, 3, ..., 10, то есть 10 различных разностей. Это означает, что каждая коробка должна иметь такие сочетания шариков, которые дают эти разности.
Рассмотрим коллекцию из 10 разностей, например:
- Для \(d_1 = 1\): можно взять \(r_1 = 1\) и \(s_1 = 2\) (всего 3)
- Для \(d_2 = 2\): можно взять \(r_2 = 1\) и \(s_2 = 3\) (всего 4)
- Для \(d_3 = 3\): можно взять \(r_3 = 1\) и \(s_3 = 4\) (всего 5)
- Для \(d_4 = 4\): можно взять \(r_4 = 1\) и \(s_4 = 5\) (всего 6)
- Для \(d_5 = 5\): можно взять \(r_5 = 1\) и \(s_5 = 6\) (всего 7)
- Для \(d_6 = 6\): можно взять \(r_6 = 1\) и \(s_6 = 7\) (всего 8)
- Для \(d_7 = 7\): можно взять \(r_7 = 1\) и \(s_7 = 8\) (всего 9)
- Для \(d_8 = 8\): можно взять \(r_8 = 1\) и \(s_8 = 9\) (всего 10)
- Для \(d_9 = 9\): можно взять \(r_9 = 1\) и \(s_9 = 10\) (всего 11)
- Для \(d_{10} = 10\): можно взять \(r_{10} = 1\) и \(s_{10} = 11\) (всего 12)
Теперь подсчитаем общее количество шариков:
\[ \text{Всего} = (1 + 2) + (1 + 3) + (1 + 4) + (1 + 5) + (1 + 6) + (1 + 7) + (1 + 8) + (1 + 9) + (1 + 10) + (1 + 11) = 10 + 65 = 75 \]
Таким образом, минимальное количество шариков во всех коробках составляет 75.