Рассмотрим задачу пошагово.
Дано:
- Каждый день Локи находит определённое количество хвостов: в первый день — 1, во второй — 3, в третий — 5, и так далее.
- Формула для количества хвостов в k-й день:
[
\text{хвосты в день }k = 2k - 1
]
Задача:
Найти минимальное число дня ( d ), при котором суммарное количество хвостов за все дни до этого и включительно впервые превышает число ( n ).
Шаг 1: Запишем сумму хвостов по дням
Общая сумма хвостов за первые ( d ) дней равна:
[
S_d = \sum_{k=1}^d (2k - 1)
]
Это сумма первых ( d ) нечётных чисел.
Шаг 2: Найдём формулу для суммирования
Известно, что сумма первых ( d ) нечётных чисел равна:
[
S_d = d^2
]
Пояснение:
- Первая нечётная — 1
- Вторая — 3; сумма: 1 + 3 = 4, что равно ( 2^2 )
- Третья — 5; сумма: 1 + 3 + 5 = 9 = ( 3^2 )
- И так далее.
Поэтому:
[
S_d = d^2
]
Шаг 3: Решаем неравенство
Нам нужно найти минимальное ( d ), такое что:
[
S_d > n \quad \Rightarrow \quad d^2 > n
]
Следовательно,
[
d > \sqrt{n}
]
Поскольку ( d ) — это целое число, то:
[
d = \left\lceil \sqrt{n} \right\rceil
]
(то есть — самое маленькое целое число, строго большее чем ( \sqrt{n} )).
Ответ:
[
\boxed{
\text{День } d = \left\lceil \sqrt{n} \right\rceil
}
]
Это минимальное число дня, когда сумма хвостов впервые станет строго больше ( n ).
Пример:
Пусть ( n = 10 ).
- ( \sqrt{10} \approx 3.16 )
- ( \left\lceil 3.16 \right\rceil = 4 )
Проверим сумму за 3 дня:
[
S_3 = 3^2 = 9 \quad \text{(не превышает 10)}
]
За 4 дня:
[
S_4 = 4^2 = 16 \quad \text{(больше 10)}
]
Итак, ответ — 4.