Анонимно

Мистер Фокс сложил большой куб из одинаковых маленьких кубиков.
Затем он покрасил некоторые грани получившегося большого куба, а затем разобрал его обратно на маленькие кубики.
Число кубиков, у которых нет ни одной покрашенной грани, оказалось равно 1573.
У скольких кубиков есть хоть одна покрашенная грань?

Ответ

Анонимно

Куб 11х11х11 состоит из 1331 кубика, меньше, чем 1573, не подходит.

Куб 12х12х12 состоит из 1728 кубиков, это наименьший подходящий.

Куб 13х13х13 = 2197 кубиков. Куб 14х14х14 = 2744 кубиков.

Заметим, что внутри куба 14х14х14 содержится куб 12х12х12, и при окраске внешних сторон он полностью окажется неокрашенным.

Но 1728 > 1573, поэтому кубы 14х14х14 и больше можно не рассматривать.

Итак, мы выяснили, что это или куб 12х12х12, или 13х13х13.

Пусть это был куб 12х12х12 = 1728 кубиков, 1728 - 1573 = 155.

Но, если окрасить одну грань куба 12х12х12, то мы окрасим 12х12 = 144 кубика, а если окрасить две любые грани, то больше 155.

Значит, ровно 1573 кубика никак не могут остаться чистыми.

Значит, это был куб 13х13х13 = 2197 кубиков. 2197 - 1573 = 624 кубика.

Одна грань содержит 13х13 = 169 кубиков.

Все 6 граней содержат по квадрату 11х11 кубиков в средней части каждой грани, по 11 кубиков на каждом ребре и 8 угловых.

6*11*11 + 12*11 + 8 = 6*121 + 132 + 8 = 726 + 140 = 866 кубиков.

866 - 624 = 242 = 2*121 = 2*11*11

То есть остались незакрашенными две противоположных грани.

Теперь считаем количество кубиков, у которых есть закрашенные грани.

Это 4 грани большого куба 13х13х13. Они содержат 4*11*11 кубиков в серединах граней, 12*11 кубиков на ребрах и 8 угловых кубиков.

Всего 4*11*11 + 12*11 + 8 = 4*121 + 132 + 8 = 484 + 140 = 624 кубика.

Ответ: 624 кубика покрашены хотя бы с одной стороны.