Попробуем записать число 1/3 в виде суммы обратных квадратов различных натуральных чисел. Например, используя числа {2, 5, 6, 10, 15, 30}:

Используя числа до 45 включительно, это можно сделать четырьмя способами. Вот соответствующие наборы чисел:
{2, 5, 6, 10, 15, 30}
{2, 5, 7, 10, 14, 15, 21, 30}
{2, 4, 12, 14, 15, 20, 28, 42}
{2, 6, 7, 9, 10, 12, 20, 28, 35, 36, 45}
Сколькими способами можно записать 1/3 в виде суммы обратных квадратов различных натуральных чисел, не превышающих 80?

Всем известно, что уравнение x²=-1 не имеет решений для вещественных x.
Однако, перейдя в область комплексных чисел, мы найдем два корня: x=i и x=-i.
Уравнение (x-3)²=-4 имеет два решения: x=3+2i и x=3-2i. Их называют комплексно-сопряженными.
Гауссовыми целыми называют комплексные числа a+bi, у которых a и b целые. Обычные целые числа тоже, конечно, являются гауссовыми целыми с b=0. Чтобы отличить их от гауссовых целых с b≠0, мы будем называть их "рациональными целыми". Гауссово целое будем называть делителем рационального целого n, если частное также является гауссовым целым.
Например, если мы делим 5 на 1+2i, получим

Поскольку 1-2i – гауссово целое, число 1+2i является делителем 5.

С другой стороны, 1+i не является делителем 5, поскольку .

Заметим, что если гауссово целое (a+bi) является делителем рационального целого n, то и комплексно-сопряженное (a-bi) также будет делителем n.
Таким образом, число 5 имеет ровно 6 делителей с положительной вещественной частью: {1, 1 + 2i, 1-2i, 2 + i, 2-i, 5}.
В таблице приведены все делители с положительной вещественной частью первых пяти положительных рациональных целых.

Была исходная последовательность символов:
AAABBABB

В конец этой последовательности дописали ее копию, но развернутую зеркально (символы взяли в обратном порядке). Получилась строка:
AAABBABBBBABBAAA

Эту операцию повторили еще три раза, каждый раз дописывая в зеркальном отображении всю последовательность, полученную на предыдущем шаге. В результате получилась последовательность из 128 символов. В получившейся последовательности заменили все тройки идущих подряд символов BAB на ABA. Эту операцию повторяли до тех пор, пока тройки идущих подряд символов BAB не перестали встречаться в последовательности. Сколько букв B осталось в результирующей последовательности?

На рисунке изображена треугольная пирамида, составленная из шариков. Каждый шарик стоит на трех других шариках, расположенных в нижележащем слое.

Давайте теперь подсчитаем количество путей, ведущих из вершины к каждому из шаров.

Наш путь начинается с самого верхнего шара. На каждом шаге мы переходим к одному из трех шаров, на которых стоит текущий шар.

Таким образом, количество путей, ведущих к данному шарику, равно сумме количеств путей, ведущих к шарикам, расположенным непосредственно над ним (в зависимости от положения их может быть до трех).

То, что мы получили, называют пирамидой Паскаля, а числа на каждом уровне являются коэффициентами в триномиальном разложении выражения (x + y + z)ⁿ.

Найдите, сколько коэффициентов в разложении (x + y + z)¹²³⁴⁵⁶, кратных 4·10¹³.

Электрическая цепь состоит из одинаковых конденсаторов емкостью C. Конденсаторы можно соединять последовательно или параллельно в блоки, которые также можно соединять последовательно или параллельно в "суперблоки" большего размера, и так далее.

Используя эту процедуру и не более n одинаковых конденсаторов, мы можем собрать некоторое количество цепей различной суммарной емкости. Например, используя не более 3 конденсаторов с электрической емкостью 60μF каждый, мы можем получить 7 различных значений общей емкости цепи:

(Известно, что, соединяя конденсаторы C₁, C₂ … параллельно, мы получим общую емкость C_T=C₁+C₂+..., а соединяя последовательно – общую емкость )
Если мы обозначим через D(n) количество различных значений емкости электрических цепей, которые можно собрать, используя не более n одинаковых конденсаторов, то получим D(1)=1, D(2)=3, D(3)=7,...
Найдите D(19).

Какое минимальное количество спичек необходимо для того, чтобы выложить на плоскости 1111111 квадратов со стороной в одну спичку? Спички нельзя ломать и класть друг на друга. Вершинами квадратов должны быть точки, где сходятся концы спичек, а сторонами - сами спички.

Посмотрим на десятичную запись первых неотрицательных целых чисел:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12....

Выберем одну из цифр, например единицу (d=1), а затем начнем выписывать наши числа, подсчитывая количество использованных единиц. Обозначим полученное количество через  f(n,1) и запишем его против каждого числа n. Вот что получится:

n    f(n,1)
0    0
1    1
2    1
3    1
4    1
5    1
6    1
7    1
8    1
9    1
10    2
11    4
12    5

Заметьте, что f(n,1) не равно 3 ни при каких n.
Уравнение f(n,1)=n имеет решения n=0 и n=1, а следующее решение - только n=199981.

Аналогично, подсчитаем, сколько раз мы использовали цифру d, и обозначим полученное количество через f(n,d).
Заметим, что для каждой цифры d, кроме нуля, n=0 является первым решением уравнения f(n,d)=n.
Обозначим через s(d) сумму всех решений уравнения f(n,d)=n. Например, s(1)=22786974071.

Найдите ∑ s(d) при 0 ≤ d ≤ 9.

Замечание: Если для какого-то n f(n,d)=n для нескольких значений d, n необходимо учитывать каждый раз для каждой цифры d.

Рассмотрим диофантово уравнение ¹/_a+¹/_b= ^p/_10ⁿ, где a, b, p, n - положительные целые числа, и a ≤ b. При n=1 это уравнение имеет 20 приведенных ниже решений:

А сколько решений будет иметь это уравнение при n=16?

Блоха запрыгнула на круглый стол для игры в "Что? Где? Когда?" незадолго до начала очередной игры. На секторах стола уже были разложены конверты с вопросами. Блоха решила заранее прочитать все вопросы, чтобы у нее было больше времени подумать над ответами.

Круглый игровой стол поделен на 10⁹ секторов, занумерованных по часовой стрелке числами от 1 до 10⁹. Блоха запрыгнула на первый сектор. С него она может либо перебежать на соседний, либо перепрыгнуть через 2 сектора (например, если стол делится на 12 секторов, то с сектора номер 1 блоха может за одно действие попасть на сектора с номерами 2, 4, 10 и 12). Блоха хочет побывать на каждом секторе ровно 1 раз и вернуться обратно на первый сектор, откуда она спрыгнет и убежит думать над вопросами. Определите, сколькими способами она сможет совершить свое путешествие. Выведите в качестве ответа количество способов по модулю 10⁹+9.

Выберем три различные буквы из русского алфавита (содержащего, как известно, 33 буквы). Из них сформируем строку длиной 3 знака, например, 'абв', 'пар' или 'юэь'.
В строке 'абв' ровно две буквы стоят сразу после букв, предшествующих им в алфавите.
В слове 'пар' только у одной буквы 'р' ближайший сосед слева предшествует ей в русском алфавите. В слове 'юэь' нет букв, которые стоят в алфавите после их соседа слева.
Всего из 33 букв русского алфавита можно составить 21824 трехбуквенных "слов" так, чтобы ровно у одного знака соседняя слева буква предшествовала бы ему в алфавите, и буквы в слове не повторялись.
А теперь рассмотрим строки длиной n, и обозначим через p(n) число таких "слов" длиной n, что ровно у одного знака в слове соседняя слева буква предшествует ему в алфавите, и буквы в слове не повторяются.
Найдите максимальное значение p(n).