Давайте разберем задачу шаг за шагом.
Дано, что Коля задумал трехзначное число, которое мы можем обозначить как (abc), где:
- (a) — первая цифра (сотни),
- (b) — вторая цифра (десятки),
- (c) — третья цифра (единицы).
Условия задачи:
Сумма цифр:
[
a + b + c = 8
]
Сумма квадратов цифр:
[
a^2 + b^2 + c^2 = 24
]
Если из числа (abc) вычесть 198, получится число (cba) (то есть те же цифры в обратном порядке):
[
(100a + 10b + c) - 198 = 100c + 10b + a
]
Преобразуем это уравнение:
[
100a + 10b + c - 198 = 100c + 10b + a
]
Упростим его:
[
100a + c - 198 = 100c + a
]
[
100a - a + c - 100c = 198
]
[
99a - 99c = 198
]
Разделим обе стороны на 99:
[
a - c = 2 \quad (1)
]
Теперь у нас есть три уравнения:
- ( a + b + c = 8 ) (уравнение 1)
- ( a^2 + b^2 + c^2 = 24 ) (уравнение 2)
- ( a - c = 2 ) (уравнение 3)
Решение уравнений:
Из уравнения (3) можно выразить (a):
[
a = c + 2
]
Подставим это значение в уравнение (1):
[
(c + 2) + b + c = 8
]
[
2c + b + 2 = 8
]
[
2c + b = 6 \quad (4)
]
Теперь подставим (a = c + 2) в уравнение (2):
[
(c + 2)^2 + b^2 + c^2 = 24
]
Раскроем скобки:
[
(c^2 + 4c + 4) + b^2 + c^2 = 24
]
[
2c^2 + 4c + b^2 + 4 = 24
]
Переносим 24 влево:
[
2c^2 + 4c + b^2 - 20 = 0
]
Упрощаем:
[
b^2 + 2c^2 + 4c - 20 = 0 \quad (5)
]
Теперь у нас два уравнения (4) и (5):
- (2c + b = 6)
- (b^2 + 2c^2 + 4c - 20 = 0)
Подставим (b = 6 - 2c) из уравнения (4) в (5):
[
(6 - 2c)^2 + 2c^2 + 4c - 20 = 0
]
Раскроем скобки:
[
36 - 24c + 4c^2 + 2c^2 + 4c - 20 = 0
]
Соберем все термины:
[
6c^2 - 20c + 16 = 0
]
Упростим уравнение:
[
3c^2 - 10c + 8 = 0
]
Решим это квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = (-10)^2 - 4 \cdot 3 \cdot 8 = 100 - 96 = 4
]
Корни уравнения:
[
c = \frac{10 \pm \sqrt{4}}{2 \cdot 3} = \frac{10 \pm 2}{6}
]
Это дает два решения:
- (c = \frac{12}{6} = 2)
- (c = \frac{8}{6} \not\in \mathbb{Z}) (нецелое)
Теперь, подставляя (c = 2):
[
a = c + 2 = 2 + 2 = 4
]
И подставляем в (4):
[
2(2) + b = 6 \Rightarrow 4 + b = 6 \Rightarrow b = 2
]
Таким образом, мы нашли:
Трехзначное число:
[
abc = 422
]
Проверяем условия:
- Сумма цифр: (4 + 2 + 2 = 8) ✔️
- Сумма квадратов: (4^2 + 2^2 + 2^2 = 16 + 4 + 4 = 24) ✔️
- Вычитание 198: (422 - 198 = 224), а (224) — это (cba), то есть 224 — то же самое, что 422 с обратным порядком цифр.
Итак, задуманное Коля число — 422.