На доске написано 10 натуральных чисел, среди которых нет одинаковых. Оказалось, что среднее арифметическое любых четырех или семи чисел из записанных является целым числом.
а) Могут ли среди записанных на доске чисел одновременно быть числа 567 и 1414?
б) Может ли одно из записанных на доске чисел быть квадратом другого, если среди записанных на доске чисел есть число 567?
в) Известно, что среди записанных на доске чисел есть число n и его квадрат n2. Найдите наименьшее возможное значение n.
Любые два написанных числа дают одинаковые остатки от деления на 4 или 7: если взять три или шесть других чисел и добавить к ним одно из этих двух, то в обоих случаях сумма будет кратна 4 или 7, значит, у заменяющих друг друга чисел одинаковые остатки. Следовательно, разность любых двух написанных чисел кратна 4 и 7, а потому и их наименьшему общему кратному — числу 28. Значит, все числа дают одинаковые остатки от деления на 28. Напротив, если у всех чисел остатки одинаковы, то сумма четырех или семи из них будет кратна 4 или 7.
а) Число 567 при делении на 28 дает остаток 7, а число 1414 — остаток 14, поэтому они не подходят.
б) Заметим, что квадраты четных чисел кратны 4, а квадраты нечетных представимы в виде 
Следовательно, n2 не может при делении на 4 давать остаток 3, а именно такой остаток дает число 567.
в) Нужно, чтобы 
и n давали одинаковые остатки при делении на 28, то есть чтобы 
было кратно 28. Число 1 является наименьшим натуральным числом и удовлетворяет этому условию. В качестве остальных девяти чисел можно взять числа
1,
дающие при делении на 28 остаток 1.
Ответ: а) нет; б) нет; в) 1.
Примечание.
Проверяющим ЕГЭ экспертам были присланы решения, подразумевающие, что число и его квадрат должны быть различными. В этом случае наименьшим искомым числом является 8. Приведем соответствующее рассуждение.
в) Нужно, чтобы и n давали одинаковые остатки при делении на 28, то есть чтобы было кратно 28. Один из множителей должен быть кратен 7. Число 1 не подходит, поскольку рано своему квадрату. При 
произведение равно 42, оно не кратно 28. При 
произведение равно 56, оно подходит. Значит, наименьшее подходящее n равно 8. В качестве примера можно взять числа 8, 64 и любые другие 8 чисел, дающие при делении на 28 остаток 8.
Отметим также, что в Москве единицу в пункте в) эксперты засчитывали как верный ответ, а в Вологде неукоснительно следовали присланным решениям и не засчитывали. И на апелляции не засчитали. См. также обсуждение в комментариях ниже.
В пункте в) ответ 1 не может быть верным, так как тогда на доске будет написано два одинаковых числа — две единицы. А это противоречит условию о том, что одинаковых чисел нет.
Мы бы согласились, если бы в пункте в) было сказано, что на доске написаны числа n и n2 (а выше в условии сказано, что все написанные числа различны). Но в условии говорится, что на доске есть число и его квадрат. Из этого не следует, что они должны быть различными.
В схожем задании 681323 соответствующее ограничение дано в условии. В приведенной выше задаче его нет.