Решим задачу шаг за шагом.
У нас есть 10 коробок, и в каждой коробке должно быть не менее одного синего и одного красного шарика. Это означает, что в каждой коробке минимум 2 шарика.
Чтобы минимизировать общее количество шариков, нужно рассмотреть возможные отличия между количеством красных и синих шариков. Коля записал на коробках 10 разных чисел, которые соответствуют разнице между количеством красных и синих шариков в каждой коробке. Обозначим количество синих шариков в \(i\)-й коробке как \(b_i\), а количество красных шариков как \(r_i\). Тогда разница будет равна \(|b_i - r_i|\).
Так как у нас 10 коробок, и разницы между числом шариков (отрицательные значения не рассматривается, так как мы интересуемся абсолютными значениями) должны быть уникальными, они могут принимать значения от 0 до 9. То есть возможные разницы могут быть числами: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Однако разница не может быть равна нулю, поскольку в каждой коробке должно быть хотя бы один синий и один красный шарик. Поэтому возможные разницы, которые мы можем использовать, и которые будут уникальными, — это 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. В итоге, у нас будет 9 уникальных чисел. Но нам нужно 10.
Теперь распределим шарики так, чтобы разницы были разными и при этом минимизировать общее количество шариков. Учитывая, что в каждой коробке минимально 2 шарика (по 1 синему и 1 красному), начнем с этого.
Рассмотрим следующее распределение шариков с учётом уникальных разниц:
- Коробка 1: 1 синий и 2 красных (разница 1)
- Коробка 2: 2 синих и 3 красных (разница 1)
- Коробка 3: 3 синих и 4 красных (разница 1)
- Коробка 4: 4 синих и 5 красных (разница 1)
- Коробка 5: 5 синих и 6 красных (разница 1)
- Коробка 6: 6 синих и 7 красных (разница 1)
- Коробка 7: 7 синих и 8 красных (разница 1)
- Коробка 8: 8 синих и 9 красных (разница 1)
- Коробка 9: 9 синих и 10 красных (разница 1)
- Коробка 10: 10 синих и 11 красных (разница 1)
Обратите внимание, что даже с самого минимального подхода, при соблюдении кучи условий, минимально возможное число шариков будет привязано именно к самим уравнениям и условиям.
Однако, учитывая необходимость уникальных разниц, общее количество шариков также повышается. Таким образом, минимальное количество шариков, при уникальных разностях, чтобы удовлетворять всем условиям, будет 21 (так как в каждой коробке по 2 плюс уникальные дополнительно).
Итак, минимальное количество шариков во всех коробках будет 20 шариков.
