Пусть в комнате 1 рыцарь и, соответственно, 99 лжецов. Пусть лжецы выстроены в порядке возрастания роста: z₁, z₂, z₃, ..., z₉₉. Рассмотрим, для каких лжецов какая фраза будет истинной или ложной. <<Не менее 5 лжецов ниже меня>>: Для первых пяти лжецов z₁-z₅ эта фраза действительно ложь, так как слева от них стоит меньше 5 человек. Для остальных лжецов слева стоит хотя бы 5 лжецов, и соврать таким образом они не могут. <<Не менее 5 лжецов выше меня >>: Напротив, эта фраза ложна для последних пяти лжецов z₉₅-z₉₉, так как справа от них стоит меньше 5 человек. Для остальных лжецов справа стоит хотя бы 5 лжецов, и, сказав эту фразу, они не соврут. Таким образом, соврать смогли лишь 10 лжецов: первые пять человек и последние пять человек (с наименьшим и наибольшим ростом). Это наибольшее число лжецов, которое может быть в этой ситуации. Именно оно обеспечивает наименьшее число рыцарей, которых будет 100-10=90. ответ: 90
Так как размер куба неизвестен, то попробуем его оценить. Для куба 3х3х3 общее число кубиков 3³=27 - меньше, чем в данной ситуации осталось незакрашенных - этот куб мал. Куб 4х4х4 имеет 4³=64 кубиков, из них как минимум (4-2)³=8 не закрашены. Куб 5х5х5 имеет 5³=125 кубиков, из них как минимум (5-2)³=27 не закрашены. Куб 6х6х6 имеет 6³=216 кубиков, из них как минимум (6-2)³=64 не закрашены. Но у нас в наличии только 45 кубиков. Значит этот куб велик. Вывод: красили куб размером 4х4х4 или 5х5х5.
Предположим, что в наличии был куб 4х4х4: (2) для двух закрашенных граней возможны две ситуации: (2.1) закрасили две смежные грани, тогда закрашено 8 центральных, 14 реберных и 6 угловых кубиков, то есть всего 28 кубиков, тогда не закрашено 36 кубиков (2.2) закрасили две противоположные грани, тогда закрашено 8 центральных, 16 реберных и 8 угловых кубиков, то есть всего 32 кубика, тогда не закрашено также 32 кубика Оба этих варианта дают результат, меньший чем 45 незакрашенных кубиков. Если закрасить еще большее число граней, то незакрашенных кубиков останется еще меньше. Значит, это был не куб 4х4х4.
Проверяем куб 5х5х5: (2) для двух закрашенных граней по-прежнему есть две ситуации: (2.1) закрасили две смежные грани, тогда закрашено 18 центральных, 21 реберных и 6 угловых кубиков, то есть всего 45 кубиков, тогда не закрашено 80 кубиков (2.2) закрасили две противоположные грани, тогда закрашено 18 центральных, 24 реберных и 8 угловых кубиков, то есть всего 50 кубиков, тогда не закрашено 75 кубиков (3) для трех закрашенных граней также есть две ситуации: (3.1) закрасили три грани, среди которых нет противоположных, тогда к ситуации (2.1) добавятся 9 центральных, 6 реберных и 1 угловой кубик, то есть всего 45+9+6+1=61 кубик закрашен, тогда не закрашено 64 кубика (2.2) закрасили три грани, среди которых есть пара противоположных, тогда к ситуации (2.2) добавятся 9 центральных, 9 реберных и 2 угловых кубика, то есть всего 50+9+9+2=70 кубиков закрашено, тогда не закрашено 55 кубиков (4) для четырех закрашенных граней есть две ситуации: (4.1) не закрасили две смежные грани, то есть 18 центральных, 21 реберных и 6 угловых кубиков, то есть всего 45 кубиков - подходящий случай (4.2) не закрасили две противоположные грани, то есть 18 центральных, 24 реберных и 8 угловых кубиков, то есть всего 50 кубиков Один из случаев для 4 закрашенных граней удовлетворяет условию. ответ: 4 грани
Пусть лжецы выстроены в порядке возрастания роста:
z₁, z₂, z₃, ..., z₉₉.
Рассмотрим, для каких лжецов какая фраза будет истинной или ложной.
<<Не менее 5 лжецов ниже меня>>:
Для первых пяти лжецов z₁-z₅ эта фраза действительно ложь, так как слева от них стоит меньше 5 человек. Для остальных лжецов слева стоит хотя бы 5 лжецов, и соврать таким образом они не могут.
<<Не менее 5 лжецов выше меня >>:
Напротив, эта фраза ложна для последних пяти лжецов z₉₅-z₉₉, так как справа от них стоит меньше 5 человек. Для остальных лжецов справа стоит хотя бы 5 лжецов, и, сказав эту фразу, они не соврут.
Таким образом, соврать смогли лишь 10 лжецов: первые пять человек и последние пять человек (с наименьшим и наибольшим ростом). Это наибольшее число лжецов, которое может быть в этой ситуации. Именно оно обеспечивает наименьшее число рыцарей, которых будет 100-10=90.
ответ: 90
Для куба 3х3х3 общее число кубиков 3³=27 - меньше, чем в данной ситуации осталось незакрашенных - этот куб мал.
Куб 4х4х4 имеет 4³=64 кубиков, из них как минимум (4-2)³=8 не закрашены.
Куб 5х5х5 имеет 5³=125 кубиков, из них как минимум (5-2)³=27 не закрашены.
Куб 6х6х6 имеет 6³=216 кубиков, из них как минимум (6-2)³=64 не закрашены. Но у нас в наличии только 45 кубиков. Значит этот куб велик.
Вывод: красили куб размером 4х4х4 или 5х5х5.
Предположим, что в наличии был куб 4х4х4:
(2) для двух закрашенных граней возможны две ситуации:
(2.1) закрасили две смежные грани, тогда закрашено 8 центральных, 14 реберных и 6 угловых кубиков, то есть всего 28 кубиков, тогда не закрашено 36 кубиков
(2.2) закрасили две противоположные грани, тогда закрашено 8 центральных, 16 реберных и 8 угловых кубиков, то есть всего 32 кубика, тогда не закрашено также 32 кубика
Оба этих варианта дают результат, меньший чем 45 незакрашенных кубиков. Если закрасить еще большее число граней, то незакрашенных кубиков останется еще меньше. Значит, это был не куб 4х4х4.
Проверяем куб 5х5х5:
(2) для двух закрашенных граней по-прежнему есть две ситуации:
(2.1) закрасили две смежные грани, тогда закрашено 18 центральных, 21 реберных и 6 угловых кубиков, то есть всего 45 кубиков, тогда не закрашено 80 кубиков
(2.2) закрасили две противоположные грани, тогда закрашено 18 центральных, 24 реберных и 8 угловых кубиков, то есть всего 50 кубиков, тогда не закрашено 75 кубиков
(3) для трех закрашенных граней также есть две ситуации:
(3.1) закрасили три грани, среди которых нет противоположных, тогда к ситуации (2.1) добавятся 9 центральных, 6 реберных и 1 угловой кубик, то есть всего 45+9+6+1=61 кубик закрашен, тогда не закрашено 64 кубика
(2.2) закрасили три грани, среди которых есть пара противоположных, тогда к ситуации (2.2) добавятся 9 центральных, 9 реберных и 2 угловых кубика, то есть всего 50+9+9+2=70 кубиков закрашено, тогда не закрашено 55 кубиков
(4) для четырех закрашенных граней есть две ситуации:
(4.1) не закрасили две смежные грани, то есть 18 центральных, 21 реберных и 6 угловых кубиков, то есть всего 45 кубиков - подходящий случай
(4.2) не закрасили две противоположные грани, то есть 18 центральных, 24 реберных и 8 угловых кубиков, то есть всего 50 кубиков
Один из случаев для 4 закрашенных граней удовлетворяет условию.
ответ: 4 грани