Чтобы решить эту задачу, нам нужно найти такое количество конфет ( x ), которое удовлетворяет следующим условиям:
- При делении на 2, 3 и 4 остается остаток 1.
- При делении на 5 остатка нет.
- Количество конфет меньше 50.
Давайте разберем каждое из этих условий:
Если при делении на 2, 3 и 4 остается остаток 1, то это можно записать в виде системы сравнений:
[
x \equiv 1 \pmod{2}
]
[
x \equiv 1 \pmod{3}
]
[
x \equiv 1 \pmod{4}
]
Эти условия говорят о том, что ( x - 1 ) должно быть одновременно кратно 2, 3 и 4. Наименьшее общее кратное этих чисел ( \text{НОК}(2, 3, 4) = 12 ). То есть, ( x - 1 ) должно быть кратно 12. Таким образом, можно записать:
[
x = 12k + 1
]
для некоторого целого числа ( k ).
Кроме того, известно, что при делении на 5 остатка нет:
[
x \equiv 0 \pmod{5}
]
Это означает, что ( x ) должно быть кратно 5.
Теперь у нас есть два условия для ( x ):
- ( x = 12k + 1 )
- ( x \equiv 0 \pmod{5} )
Для того чтобы ( x \equiv 0 \pmod{5} ), подставим ( x = 12k + 1 ) в это условие:
[
12k + 1 \equiv 0 \pmod{5}
]
Упростим это уравнение:
[
12k \equiv -1 \pmod{5} \quad \Rightarrow \quad 12k \equiv 4 \pmod{5}
]
Поскольку ( 12 \equiv 2 \pmod{5} ), уравнение становится:
[
2k \equiv 4 \pmod{5}
]
Разделим обе части на 2 (обратный элемент 2 по модулю 5 — это 3, поскольку ( 2 \times 3 \equiv 1 \pmod{5} )):
[
k \equiv 2 \pmod{5}
]
Таким образом, ( k = 5m + 2 ) для некоторого целого ( m ).
Подставим ( k = 5m + 2 ) обратно в выражение для ( x ):
[
x = 12(5m + 2) + 1 = 60m + 24 + 1 = 60m + 25
]
Теперь нужно найти ( x < 50 ):
[
60m + 25 < 50
]
[
60m < 25
]
Так как ( 60m ) не может быть меньше 25 для положительного ( m ), попробуем ( m = 0 ):
[
x = 60 \times 0 + 25 = 25
]
Проверим, удовлетворяет ли 25 всем условиям:
- При делении на 2: ( 25 \div 2 = 12 ) остаток 1.
- При делении на 3: ( 25 \div 3 = 8 ) остаток 1.
- При делении на 4: ( 25 \div 4 = 6 ) остаток 1.
- При делении на 5: ( 25 \div 5 = 5 ) остаток 0.
Все условия выполнены. Таким образом, количество конфет равно 25.