Давайте разберем задачу пошагово.
Условие задачи: Первый юноша забросил 2 мяча. Каждый следующий юноша забрасывает на 3 мяча больше, чем предыдущий. Нам нужно узнать, сколько юношей участвовало в соревнованиях, если в корзину было заброшено 242 мяча.
Шаг 1: Определение последовательности
В данной задаче мы имеем арифметическую прогрессию, где:
- Первый член (количество мячей, заброшенных первым юношей) \( a_1 = 2 \)
- Разность прогрессии (на сколько мячей больше каждый следующий юноша забрасывает) \( d = 3 \)
Количество мячей, которое забрасывает n-ый юноша, выражается формулой: \[ a_n = a_1 + (n-1) \cdot d \]
Шаг 2: Поиск суммы первых n членов
Сумма S n членов арифметической прогрессии рассчитывается по формуле: \[ S_n = \frac{n}{2} \cdot (a_1 + a_n) \] где \( a_n \) — это количество мячей, заброшенных n-ым юношей.
Также можно выразить сумму как: \[ S_n = \frac{n}{2} \cdot (2 + a_1 + (n-1) \cdot d) = \frac{n}{2} \cdot \left( 2 + 2 + (n-1) \cdot 3 \right) = \frac{n}{2} \cdot \left( 4 + 3(n - 1) \right) \]
Сначала упростим: \[ S_n = \frac{n}{2} \cdot (3n + 1) \]
Шаг 3: Установка уравнения
Теперь, так как всего было заброшено 242 мяча, мы можем записать уравнение: \[ \frac{n}{2} \cdot (3n + 1) = 242 \]
Умножим обе стороны на 2, чтобы избавиться от дроби: \[ n(3n + 1) = 484 \]
Шаг 4: Преобразование уравнения
Раскроем скобки: \[ 3n^2 + n - 484 = 0 \]
Теперь можно решить квадратное уравнение. Используем дисриминант: \[ D = b^2 - 4ac = 1^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-484) = 1 + 5816 = 5817 \]
Шаг 5: Найдем \( n \)
Теперь найдем корни уравнения: \[ n = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-1 \pm \sqrt{5817}}{6} \]
Сначала найдем \( \sqrt{5817} \): Приблизительно это 76.2, подставим в формулу: \[ n = \frac{-1 \pm 76.2}{6} \]
Теперь найдём два значения:
- \( n_1 = \frac{75.2}{6} \approx 12.53 \) (неподходящее, n должно быть целым)
- \( n_2 = \frac{-77.2}{6} \) (отрицательное значение, не подходит)
Тогда будем искать ближайшие целые значения, подходящие к уравнению \( 3n^2 + n - 484 = 0 \).
Проверка
Подберем целое значение для n:
- Если \( n = 12 \): \[ S_{12} = \frac{12}{2} \cdot (3 \cdot 12 + 1) = 6 \cdot (36 + 1) = 6 \cdot 37 = 222 \quad (\text{мало}) \]
- Если \( n = 13 \): \[ S_{13} = \frac{13}{2} \cdot (3 \cdot 13 + 1) = \frac{13}{2} \cdot (39 + 1) = \frac{13 \cdot 40}{2} = 260 \quad (\text{много}) \]
Путем подбора приходит к выводу, что 13 юношей не было, так как 260 - это слишком много, но 12 не достаточно.
Ответ: Участников, которые поочередно забрасывали мячи до 242 - 12 юношей.