Для решения этой задачи сначала обозначим кружочки как вершины пятиугольника. Пусть пятиугольник имеет вершины . В каждой вершине пятиугольника находится по одному числу, и мы хотим, чтобы суммы чисел на каждой стороне пятиугольника были одинаковыми.
Для простоты обозначим числа, которые Аня собирается вписать в кружочки, как соответственно, где:
- — число в вершине ,
- — число в вершине ,
- — число в вершине ,
- — число в вершине ,
- — число в вершине .
Мы знаем, что суммы чисел на каждой стороне пятиугольника должны быть одинаковыми. Стороны пятиугольника это:
- --,
- --,
- --,
- --,
- --.
Пусть эта общая сумма равна . Тогда у нас пять уравнений:
- ,
- ,
- ,
- ,
- .
Сложим все пять уравнений:
Заметим, что каждая переменная встречается в сумме ровно три раза:
Это можно упростить до:
Разделим обе стороны на 3:
Так как должно быть целым числом, также должно быть целым числом. Это означает, что должно быть кратно 3. Пусть , где — целое число.
Тогда:
Теперь вернемся к уравнениям:
- ,
- ,
- ,
- ,
- .
Предположим, что Аня должна вписать число в закрашенный кружочек, скажем, в вершину . Чтобы найти это число, заметим, что сумма всех чисел на пятиугольнике равна . Мы можем выбрать любые числа так, чтобы уравнения были удовлетворены. Например, если , то .
Подставим :
Решение этой системы уравнений потребует конкретных значений для , но принципиально, если , то значение можно найти, зная значения и .
Примерное решение для :
Если , , , , то:
Таким образом, Аня должна вписать число в закрашенный кружочек, если .