Э.Рубик написал на каждой грани куба по одному натуральному числу а затем для каждой вершины вычислил произведение чисел на трех примыкающих к ней гранях. Оказалось что сумма восьми полученных чисел равна 1001. Чему может равняться сумма шести чисел, написанных на гранях куба?
Чтобы решить эту задачу, нужно вспомнить уникальные свойства куба, а именно - что сумма произведений чисел на трех примыкающих к нему гранях в любой вершине куба всегда одинакова.
Отсюда следует, что сумма чисел на всех шести гранях должна быть кратна восьми этой сумме. В данном случае, сумма восьми чисел равна 1001, поэтому сумма чисел на шести гранях может быть как минимум 125 (1001/8).
Сделаем предположение, что сумма шести чисел равна 125. Тогда, если мы сложим произведения чисел на двух противоположных гранях, то получим сумму равную 125. Например, (1*6*1)+(2*5*2)+(3*4*3)=43+20+9=72. У нас осталось две грани, значит, сложим 125 и 72, получим сумму 197. Но это недостаточно, так как некоторые числа могут повторяться на других гранях.
Для того чтобы понять какие числа могут повторяться, нужно разбить их на группы по 4 числа, каждая группа соответствует четырем противоположным граням. Суммы этих групп должны быть одинаковыми. Например, первая группа - (1*6*1)+(2*5*2)+(3*4*3)=12+24+15=51, вторая группа - (6*2*3)+(5*3*4)+(4*1*2)=36+60+20=116. Нет, разделяя числа по этим группам, мы не получим желаемую сумму.
Тогда попробуем разделить числа на группы по 3 числа, каждая группа - это три примыкающие грани. Сумма групп также должна быть одинаковой. Например, первая группа - (1*6*1)+(2*5*2)+(3*4*3)=12+24+15=51, вторая группа - (6*2*2)+(5*3*3)+(4*4*1)=24+45+16=85. Нет, и такая группировка не дает нужную сумму.
Остается последняя группа, сумма трех чисел которой должна быть 125-116=9. Тогда, нужно подобрать три числа, сумма которых равна 9. Это может быть только 1, 3 и 5. Таким образом, мы получили ответ: сумма шести чисел на гранях куба может равняться 125, если на каждой грани число 1, 3 и 5.
