Для решения задачи обозначим количество школьников в группе через ( n ), а количество скамеек через ( k ).
Из условия задачи:
Если школьники садятся по четыре человека на скамейку, то один школьник останется, что можно записать как:
[
n \equiv 1 \pmod{4}
]
Это означает, что при делении ( n ) на 4 остаток равен 1.
Если школьники садятся по пятеро на скамейку, то одна скамейка останется свободной, что можно записать как:
[
n = 5(k - 1)
]
Это означает, что ( n ) равно пяти умноженному на количество скамеек за вычетом одной.
Теперь нам нужно найти такие ( n ) и ( k ), которые удовлетворяют обоим условиям.
Сначала выразим ( n ) из второго условия:
[
n = 5k - 5
]
Теперь подставим это выражение в первое условие:
[
5k - 5 \equiv 1 \pmod{4}
]
Упростим уравнение:
[
5k - 5 + 4 \equiv 0 \pmod{4}
]
[
5k - 1 \equiv 0 \pmod{4}
]
Так как 5 эквивалентно 1 по модулю 4 (поскольку 5 делится на 4 с остатком 1), уравнение упрощается до:
[
k \equiv 1 \pmod{4}
]
Это означает, что ( k ) делится на 4 с остатком 1. Давайте подставим ( k = 4m + 1 ), где ( m ) — целое число, и найдём ( n ).
Подставляем ( k ) в выражение для ( n ):
[
n = 5(4m + 1) - 5 = 20m + 5 - 5 = 20m
]
Теперь мы знаем, что количество школьников ( n ) должно быть кратно 20. Однако из условия ( n \equiv 1 \pmod{4} ), что совпадает с таким выражением, так как 20 кратно 4.
Таким образом, примерное решение, которое удовлетворяет всем условиям:
- При ( m = 1 ), получаем ( n = 20 ) и ( k = 4 \times 1 + 1 = 5 ).
Следовательно, в группе 20 школьников и 5 скамеек.