Чтобы найти минимальное количество шариков в коробках, необходимо учесть, что в каждой коробке содержится хотя бы один синий и один красный шарик. Пусть в каждой коробке \( b_i \) — количество синих шариков, а \( r_i \) — количество красных шариков в \( i \)-ой коробке.
Коля вычел меньшее количество шариков из большего, иначе говоря, вычислил разницу \( |b_i - r_i| \), которую записал на коробке. Так как у нас 11 коробок и 11 разных чисел, это значит, что возможные разницы должны быть уникальными целыми числами от 0 до 10 (включительно), поскольку максимальная разница между количеством шариков в одной коробке будет 10, если например, в одной коробке будет 11 синих и 1 красный шарик, а в другой — 1 синий и 11 красных.
Условие гласит, что в каждой коробке есть хотя бы один синий и один красный шарик, следовательно, разница \( |b_i - r_i| \) не может быть равной 0, так как в этом случае количество синих и красных шариков было бы одинаковым. Это оставляет нам числовой диапазон от 1 до 10.
Теперь для каждой разницы \( d_i \) можно выразить количество шариков как \( b_i = r_i + d_i \) или \( r_i = b_i + d_i \) для всех \( i \) от 1 до 11. Поскольку значения даны от 1 до 10, минимальная арифметическая конфигурация, которая дает возможность каждому из 11 разным числам совпадать с уникальной разницей, может принимать вид:
- 1 шарик с разницей 1: например, \( b_1 = 2, r_1 = 1 \)
- 1 шарик с разницей 2: например, \( b_2 = 3, r_2 = 1 \)
- 1 шарик с разницей 3: например, \( b_3 = 4, r_3 = 1 \)
- и так далее до 10.
Поэтому минимальное количество шариков в каждой коробке:
- \( b_1 = 2, r_1 = 1 \) (3)
- \( b_2 = 3, r_2 = 1 \) (4)
- \( b_3 = 4, r_3 = 1 \) (5)
- \( b_4 = 5, r_4 = 1 \) (6)
- \( b_5 = 6, r_5 = 1 \) (7)
- \( b_6 = 7, r_6 = 1 \) (8)
- \( b_7 = 8, r_7 = 1 \) (9)
- \( b_8 = 9, r_8 = 1 \) (10)
- \( b_9 = 10, r_9 = 1 \) (11)
- \( b_{10} = 11, r_{10} = 1 \) (12)
- \( b_{11} = 10, r_{11} = 2 \) (12)
Теперь подсчитаем общее количество шариков: \[ \text{Общая сумма} = 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 + 12 = 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 + 12 = 87. \] Таким образом, минимальное количество шариков суммарно во всех коробках — 87.
