Чтобы решить задачу, давайте начнем с понимания условий.
Арифметическая прогрессия возрастов: Пять дочерей имеют возраста, образующие арифметическую прогрессию с разностью 2. Обозначим возраст старшей дочери за ( x ). Тогда возраста дочерей будут следующими:
- Старшая: ( x )
- Следующая: ( x - 2 )
- Средняя: ( x - 4 )
- Предпоследняя: ( x - 6 )
- Младшая: ( x - 8 )
Общее количество книг: Каждая дочь получает на протяжении жизни книг в соответствии со своим возрастом на день рождения. Таким образом, старшая получит ( x ) книг в 5 лет, затем ( x + 1 ) в 6 лет, и так далее, до своего ( x )-летия.
Формула для подсчета количества книг, полученных старшей дочерью:
- 5 лет: ( 5 ) книг
- 6 лет: ( 6 ) книг
- ...
- ( x ) лет: ( x ) книг
Считаем количество книг, полученных старшей дочерью за каждый год с 5 до ( x ):
[
\text{Количество книг старшей дочери} = 5 + 6 + ... + x
]
Эта сумма является суммой арифметической прогрессии, где:
- Первое слагаемое ( a = 5 )
- Последнее слагаемое ( l = x )
- Количество слагаемых ( n = x - 5 + 1 = x - 4 )
Сумма арифметической прогрессии рассчитывается по формуле:
[
S_n = \frac{n}{2} (a + l)
]
Подставляя наши значения:
[
S = \frac{x - 4}{2} (5 + x) = \frac{x - 4}{2} (x + 5)
]
- Книги остальных дочерей: Аналогично считаем книги для остальных дочерей. Мы можем представить их книги:
- Дочь 2: ( 5 + 1 + 6 + 1 + ... + (x - 2) )
- Дочь 3: ...
- Дочь 4: ...
- Дочь 5: ...
Сложим все.
Каждая из дочерей получает суммарное количество книг от 5 до (возраст дочери + 5). Поскольку их возраста тоже отличаются на 2, у нас получится 5 дочерей, доходящих до самой старшей.
Таким образом:
Сумма всех книг будет равна ( 495 ).
Решение уравнения:
Итак, суммируем книги всех дочерей:
[
S_{total} = S_1 + S_2 + S_3 + S_4 + S_5 = S = \frac{x - 4}{2} * (x + 5)
]
Это должно быть равно 495.
Теперь найдем значение ( x ).
[
495 = \frac{x - 4}{2} * (x + 5)
]
Теперь упростим:
Умножим обе стороны на 2:
[
990 = (x - 4)(x + 5)
]
Раскрываем скобки:
[
990 = x^2 + 5x - 4x - 20
]
[
990 = x^2 + x - 20
]
[
x^2 + x - 1010 = 0
]
Теперь решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = 1^2 - 4(1)(-1010) = 1 + 4040 = 4041
]
Теперь находим корни:
[
x = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-1 \pm \sqrt{4041}}{2}
]
Скорее всего, корень будет равен чему-то вроде 20. (Приблизительное значение).
насчет книг:
Чтобы решить можно воспользоваться калькулятором и списать.
Так что, когда библиотека достигнет 495 книг, старшей дочери было приблизительно 31 год (можно уточнить).
Таким образом, старшей дочери было 31 год, когда общая численность книг составила 495.