Проверка последовательностей и сумм
Если S увеличивается на 4, думаю, я могу добавить к существующей последовательности четырёхзначное число, сумма цифр которого должна быть равна этому увеличению. Чтобы охватить все случаи, где S больше 17, мне нужно проверить такие значения, как S=18, 19, 20, 21. Думаю, я могу вычитать кратные 4, чтобы привести S к этому диапазону. Например, если S=22, вычитание 4 даёт 18. Мне нужно лишь внимательно следить за суммой цифр числа при добавлении 4. Это, по-видимому, указывает на более простое доказательство.
Проверка сумм цифр
Я проверяю, что все используемые цифры — это либо 4, либо 7, и проверяю их сумму. Для S=18–21 можно сказать, что они выполняются непосредственно; всё, что больше, также, по-видимому, подходит. Можно было бы объяснить альтернативный алгебраический метод, такой как S=4a+7b, но, думаю, метода индукции достаточно. Интересно, стоит ли явно упомянуть «проверку». Не хочу чрезмерно усложнять, поэтому давайте завершим, добавив маркер для ясности!
Краткий ответ: Сёма может написать число с любой суммой цифр \(S>17\).
Доказательство
Сначала найдём числа с суммами цифр \(18,19,20,21\):
\[ \begin{aligned} 18&=4+7+7 &&(\text{например, }477),\\ 19&=4+4+4+7 &&(\text{например, }4447),\\ 20&=4+4+4+4+4 &&(\text{например, }44444),\\ 21&=7+7+7 &&(\text{например, }777). \end{aligned} \]
Это четыре последовательных значения, поэтому любое число \(S>17\) можно представить в виде
\[ S=S_0+4k, \]
где \(S_0\) — одно из чисел \(18,19,20,21\), а \(k\ge 0\).
К числу, уже составленному из цифр \(4\) и \(7\), добавим \(k\) цифр \(4\). Сумма цифр увеличится на \(4k\), поэтому станет равной \(S\).
Следовательно, для любой суммы цифр, большей \(17\), существует число, записанное только цифрами \(4\) и \(7\).