Давайте подробно разберём задачу и найдём решение шаг за шагом.
Дано:
Количество учащихся, писавших тест initially, — ( n \geq 2 ).
Каждый набрал натуральное число баллов.
Средний балл при этом был равен 14, то есть сумма баллов у всех учащихся:
[ S = n \times 14 ]
Один из учащихся, писавших тест, перешёл в другую школу и его баллы были исключены из подсчёта.
После этого пересчитали средний балл, и он вырос на 5%.
Наша задача: определить, какое было возможное количество учащихся ( n ).
Шаг 1: Обозначения
Обозначим:
- исходная сумма баллов: [ S = 14n ]
- баллы удалённого ученика: ( x ) (натуральное число, так как баллы натуральные)
После удаления одного ученика:
- осталось ( n - 1 ) учащихся.
- сумма баллов стала ( S - x = 14n - x ).
Общий средний балл после удаления ученика:
[ \bar{A} = \frac{14n - x}{n - 1} ]
Шаг 2: Новое среднее после удаления
Из условия, что средний балл вырос на 5%, и изначальный был 14:
[ \text{новый средний} = 14 \times (1 + 0.05) = 14 \times 1.05 = 14.7 ]
Следовательно:
[
\frac{14n - x}{n - 1} = 14.7
]
Шаг 3: Решение уравнения
Запишем уравнение:
[
14n - x = 14.7(n - 1)
]
Раскроем скобки:
[
14n - x = 14.7n - 14.7
]
Перенесем все члены, связанные с ( n ), в левую часть:
[
14n - 14.7n = -14.7 + x
]
Сгруппируем:
[
-0.7n = -14.7 + x
]
Или:
[
0.7n = 14.7 - x
]
Обратите внимание, что ( x ) — натуральное число, и ( n \geq 2 ).
Шаг 4: Выражение для ( n )
Перепишем:
[
n = \frac{14.7 - x}{0.7}
]
Преобразуем дробь:
[
n = \frac{147/10 - x}{7/10} = \frac{(147 - 10x)/10}{7/10} = \frac{147 - 10x}{10} \times \frac{10}{7} = \frac{147 - 10x}{7}
]
Итак, итоговое выражение:
[
n = \frac{147 - 10x}{7}
]
Шаг 5: Ограничения на ( x )
- ( x ) — натуральное число (минимум 1).
- ( n \geq 2 ).
Поскольку ( n ) — целое число, и делится на 7 (по формуле), это означает, что числитель ( 147 - 10x ) должно быть кратно 7.
Проверим, при каких ( x ):
[
147 - 10x \equiv 0 \ (\bmod 7)
]
Найдем, при каких ( x ):
[
147 \equiv 0 \ (\bmod 7)
]
так как ( 147 ÷ 7 = 21 ), то:
[
-10x \equiv 0 \ (\bmod 7)
]
Но ( -10x \equiv -3x \ (\bmod 7) ), поскольку ( 10 \equiv 3 \ (\bmod 7) ):
[
-3x \equiv 0 \ (\bmod 7)
]
или:
[
3x \equiv 0 \ (\bmod 7)
]
Множитель 3 и 7 взаимно просты, следовательно, ( 3x \equiv 0 \ (\bmod 7) ) только при:
[
x \equiv 0 \ (\bmod 7)
]
то есть ( x ) должно быть кратным 7.
Обозначим ( x = 7k ), где ( k \geq 1 ).
Шаг 6: Подставляем ( x = 7k )
Подставим в выражение для ( n ):
[
n = \frac{147 - 10 \times 7k}{7} = \frac{147 - 70k}{7} = 21 - 10k
]
Шаг 7: Оценка значений
Помним, что:
- ( n \geq 2 ),
- ( k \geq 1 ),
- ( x = 7k \geq 7 ).
Отсюда:
[
21 - 10k \geq 2
]
Решим неравенство:
[
21 - 10k \geq 2
]
[
-10k \geq -19
]
[
10k \leq 19
]
[
k \leq \frac{19}{10} = 1.9
]
Так как ( k \geq 1 ), то единственное возможное значение:
[
k = 1
]
и тогда:
[
n = 21 - 10 \times 1 = 11
]
и:
[
x = 7 \times 1 = 7
]
Ответ:
Изначально участвовало 11 учеников, один из которых набрал 7 баллов.
Проверка:
[
S = 14 \times 11 = 154
]
- Удаляем ученика с 7 баллами:
[
154 - 7 = 147
]
- Осталось 10 учеников, новый средний:
[
147 / 10 = 14.7
]
- Новый средний после удаления:
[
14.7
]
[
(14.7 - 14) / 14 = 0.7 / 14 = 0.05 = 5%
]
Совпадает с условием.
Итог:
Ответ: 11 учащихся.
Если потребуется, я могу дополнительно проверить другие варианты, но по расчетам, это единственный возможный ответ, соответствующий условию задачи.