Обозначим:
- \( x \) — количество учебников,
- \( y \) — количество художественной литературы,
- \( z \) — количество журналов.
Исходим из условия:
- \( x + y + z > 100 \) (всего книг больше 100).
- \( x = y + 20 \) (количество учебников на 20 больше, чем количество художественной литературы).
- \( z = \frac{1}{4}(x + y + z) \) (количество журналов составляет 1/4 от общего числа книг).
Подставим \( z \) из третьего уравнения в первое:
\[ x + y + \frac{1}{4}(x + y + z) > 100 \]
Так как \( z = \frac{1}{4}(x + y + z) \), можно упростить эту систему. Из третьего уравнения, умножив обе стороны на 4, получим:
\[ 4z = x + y + z \implies 3z = x + y \implies z = \frac{x + y}{3} \]
Теперь у нас есть:
- \( x + y + z > 100 \)
- \( x = y + 20 \)
- \( z = \frac{x + y}{3} \)
Подставим \( x \) из второго в третье:
\[ z = \frac{(y + 20) + y}{3} = \frac{2y + 20}{3} \]
Теперь можем подставить \( z \) обратно в первое уравнение:
\[ (y + 20) + y + \frac{2y + 20}{3} > 100 \]
Умножим все на 3, чтобы избавиться от дроби:
\[ 3(y + 20) + 3y + 2y + 20 > 300 \]
Раскроем скобки:
\[ 3y + 60 + 3y + 2y + 20 > 300 \implies 8y + 80 > 300 \]
Преобразуем:
\[ 8y > 220 \implies y > 27.5 \]
Так как количество книг должно быть целым, то \( y \geq 28 \).
Теперь находим \( x \) и \( z \): \[ x = y + 20 \implies x \geq 28 + 20 = 48, \] \[ z = \frac{2y + 20}{3}. \]
Подставим минимальное значение \( y = 28 \): \[ z = \frac{2 \cdot 28 + 20}{3} = \frac{56 + 20}{3} = \frac{76}{3} \approx 25.33. \]
Так как \( z \) также должно быть целым, нужно взять \( y = 29 \): \[ x = 29 + 20 = 49, \] \[ z = \frac{2 \cdot 29 + 20}{3} = \frac{58 + 20}{3} = \frac{78}{3} = 26. \]
Теперь проверим: \[ x + y + z = 49 + 29 + 26 = 104, \]
что больше 100. Таким образом, минимальные значения, которые подходят, это \( x = 49 \), \( y = 29 \), \( z = 26 \).
Теперь, нам нужно посчитать сумму значений: \[ x + y + z = 49 + 29 + 26 = 104. \]
Ответ: 104.