Вася записал на листе бумаги некоторую последовательность из n чисел (n > 3), а затем продолжил её, повторив все числа ещё раз в том же порядке. Затем Вася предложил Маше сыграть в игру по следующим правилам. За один ход Маша может спросить у Васи сумму любых трёх подряд идущих чисел. Маша выигрывает, если через несколько ходов узнает все числа.
а) Может ли Маша гарантированно выиграть, если n = 5?
б) Может ли Маша гарантированно выиграть, если n = 9?
в) За какое наименьшее число ходов Маша может гарантированно выиграть, если n = 22?
Обозначим числа, записанные Васей, через
а) Может. Маша должна сначала узнать суммы
Сложив эти пять сумм, Маша получит число
при делении которого на 3 получается сумма
Вычитая из суммы
сумму
Маша узнает
Теперь Маша может узнать
вычитая из
сумму
Аналогично получаются другие числа.
б) Не может. Например, Вася может взять в качестве исходной последовательности 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2 или 2, 1, 3, 2, 1, 3, 2, 1, 3, и Маша не сможет различить эти два случая — суммы любых трёх подряд идущих чисел в каждом из этих случаев равны 6.
в) Докажем, что Маша может выиграть за 22 хода, узнав значения всех возможных сумм троек подряд идущих чисел. Сложив суммы
Маша получит
Складывая суммы
Маша узнает сумму всех чисел, кроме
Вычитая из суммы
сумму
Маша узнает, чему равно
Таким же способом Маша может узнать все прочие числа.
Теперь докажем, что Маша не может выиграть за меньшее число ходов. Для этого достаточно привести пример двух различных последовательностей и
в которых суммы всех последовательных троек чисел равны, кроме одной. Для определённости можно считать, что
В качестве и
можно взять
и
В первой последовательности все суммы нулевые, тогда как во второй
Ответ: а) может; б) не может; в) 22.

