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.

Набор домино состоит из прямоугольных костяшек, каждая из которых разделена на две половинки линией, параллельной более короткой стороне. На каждой из половинок нарисованы точки, количество которых соответствует числу от 0 до 6 включительно. На костяшках полного набора домино обозначены все возможные различные пары чисел.

Все костяшки выкладывают в "круговые" цепочки, соединяя пары костяшек короткими сторонами, если количества точек на соседних с местом соединения половинках костяшек равны, и при этом левая половинка начальной и правая половинка последней костяшки имеют одинаковое количество точек и поэтому цепочка "закругляется". Две цепочки будем считать различными, если нельзя получить одну из другой при помощи поворота или зеркального отображения.

Сколько существует различных "круговых" цепочек состоящих из всех костяшек?

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.

Индийский математик Д. Р. Капрекар известен своими работами по теории чисел. Одна из его работ посвящена так называемому преобразованию Капрекара. Рассмотрим следующую операцию. Пусть задано число x. Пусть M - наибольшее число, которое можно получить из x перестановкой его цифр, а m - наименьшее число (это число может содержать ведущие нули). Обозначим как K(x) разность M - m, дополненную при необходимости ведущими нулями так, чтобы число цифр в ней было равно числу цифр в x.
Например, K(100) = 100 - 001 = 099, K(2414) = 4421 - 1244 = 3177.
Капрекар доказал, что если начать с некоторого четырехзначного числа x, в котором не все цифры равны между собой, и последовательно применять к нему эту операцию (вычислять K(x), K(K(x)), . . . ), то рано или поздно получится число 6174. Для него верно равенство
K(6174) = 7641 - 1467 = 6174, поэтому на нем процесс зациклится.
Найдите минимальное число, меньшее миллиона, такое что в результате некоторой последовательности операций K(x), K(K(x)),... получается максимальное число.

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).

Составное число может быть разложено на множители разными способами. Например, (если не учитывать умножение на 1) число 24 может быть разложено на множители семью различными способами:
24 = 2×2×2×3
24 = 2×3×4
24 = 2×2×6
24 = 4×6
24 = 3×8
24 = 2×12
24 = 24
Напомним, что "цифровым корнем" десятичного числа называют величину, получаемую суммированием его цифр. Если в результате получается число большее, чем 9, эту операцию повторяют несколько раз до тех пор, пока не получится число, меньшее, чем 10. Например, цифровой корень числа 467 равен 8.

Теперь для каждого разложения числа 24 найдем сумму цифровых корней сомножителей:

Рассмотрим строку, состоящую из последовательных первых 10⁹ знаков числа π после запятой. Найти минимальное число не входящее в качестве подстроки в эту строку.