- По-моему, он работает не хуже Акопяна, - восторгается Фило. - Как вы думаете, Мате?
Бес дурашливо раскланивается.
- Мсье, вы мне льстите! Однако программа наша еще не окончена. Оркестр, туш! Ваш выход, мсье Мате! Да, да, не смотрите на меня такими удивленными глазами. Надо же мне познакомиться с вашими собственными числовыми изысканиями!
- Полно, - смущается тот. - После Паскаля, Лейбница и Ньютона...
- Не боги горшки обжигают, мсье, - подбадривает черт. - Думаете, я не знаю, что один из ваших арифметических треугольников пригодился для решения некоего дифференциального уравнения, а другой - для расчета авиационного вала?
- Дела давно минувших дней. Знали бы вы, что я придумал месяц назад! Однажды я заинтересовался изосуммарными числами...
- Чем-чем? - переспрашивает Фило.
Оказывается, Мате изобрел это название сам. Приставка "изо" означает "равные". Следственно, изосуммарные числа - такие, у которых сумма цифр одинакова. Вот, например: 6, 15, 24, 33, 105, 204, 600. Сумма цифр у каждого из этих чисел равна 6. И значит, все они изосуммарные.
Для краткости Мате назвал сумму цифр индексом. И вот ему захотелось узнать, сколько имеется изосуммарных чисел с разными индексами, то есть равными единице, двойке, тройке и так далее. Сперва он стал их разыскивать среди однозначных чисел, затем среди двузначных, трехзначных, четырехзначных... А из найденных построил таблицу. Без таблицы, сами понимаете, в таком деле не обойтись.
-Перед вами таблица распределения изосуммарных чисел, - продолжает Мате, раскрывая блокнот. - Здесь буква "k" - значность чисел. Она у меня помещается в левом столбце. Буква "i" - индекс числа. Индексы я отложил на верхней горизонтали. Как видите, индекс не превышает девяти, в то время как
k\i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 1 3 6 10 15 21 28 36 45 4 1 4 10 20 35 56 84 120 165 5 1 5 15 35 70 126 210 330 495 6 1 6 21 56 126 252 462 792 1287 -/ 1 7 28 84 210 462 924 1716 3003 8 1 8 36 120 330 792 1716 3432 6435 9 1 9 45 165 495 1287 3003 6435 12870 10 1 10 55 220 715 2002 5005 11440 24310
значность может быть любая, до бесконечности.
- А почему индекс, то есть сумма цифр, тоже не может возрастать до бесконечности? - сейчас же прилипает Фило.
- Все в свое время! Итак, вы видите, что количество изосуммарных чисел с индексом 1 всегда равно единице для любой значности.
- Стойте, - перебивает Фило. - Ваша таблица - это же числа треугольника Паскаля!
- Молодец, что заметили. У меня и в самом деле получился треугольник Паскаля, хотя и в форме прямоугольника, то есть в том виде, как его изображал Тарталья.
- Значит, - размышляет Фило, - по этой таблице можно заранее узнать, сколько существует, скажем, четырехзначных чисел, сумма цифр которых равна, допустим, пяти.
- Конечно. Надо только найти в ней число, стоящее в четвертой строке и в пятом столбце. Это - 35. Само собой, число это всегда можно выразить через формулу сочетаний.
- Каким образом?
-Подумайте сами. А я хочу сказать о другом. Если вы помните особенности Паскалева треугольника, то легко ответите на такой вопрос: как, НЕ ВЫСЧИТЫВАЯ, сразу определить по таблице, сколько всего изосуммарных чисел с каким-либо индексом (разумеется, не превышающим девяти) есть среди чисел всех значностей, начиная с однозначных и кончая любой заданной?
С ответом, однако, никто не торопится, и потому Мате делает это сам. Оказывается, вопрос действительно несложный. Вот, например, мы хотим узнать количество изосуммарных чисел с индексом 5, начиная с единицы по семизначные числа. Для этого, казалось бы, следует сложить все числа пятого столбца, начиная с 1 по число 210, которое стоит в седьмой строке. Но обнаруживается, что узнать это число можно и не прибегая к сложению, ибо сумма этих чисел находится в соседнем, шестом столбце, все в той же седьмой строке. Это 462. Вот сколько изосуммарных чисел с индексом 5 есть среди всех чисел от единицы до десяти миллионов.
- Мсье, это изумительно! - стонет бес.
- То ли будет! Вы ведь знаете, что в прямоугольнике Тартальи, как и в треугольнике Паскаля, строки можно заменять столбцами.
- И что из этого следует? - спрашивает Фило.
- А то, что количество изосуммарных чисел от ОДНОЗНАЧНЫХ по, скажем, ЧЕТЫРЕХЗНАЧНЫЕ, у которых сумма цифр, например, ТРИ, соответствует количеству ТРЕХЗНАЧНЫХ изосуммарных чисел с суммой цифр от ЕДИНИЦЫ по ЧЕТВЕРКУ. Вот они:
k Изосуммарные числа с постоянным индексом 3 Количество их 1 3 1 2 12,21,30 3 3 102, 111, 120, 201, 210, 300 6 4 1002, 1020, 1200, 1011, 1101, 1110, 2001,2010,2100,3000 10
Всего 20
1 Изосуммарные числа с постоянным индексом 3 Количество их 1 100 1 2 101,110,200 3 3 102, 111, 120, 201, 210, 300 6 4 103, 112, 121, 130, 202, 211, 220, 301, 310,400 10
Всего 20
Фило рассматривает новую таблицу с видом важным и недоверчивым. Це дило треба разжуваты, как говорят на Украине! Но, в общем, идея ясна. А теперь интересно бы узнать, почему все-таки таблица ограничивается индексом девять?
- В том-то вся и загвоздка! - оживляется Мате. - При индексе свыше девяти изосуммарные числа уже не укладываются в прямоугольник Тартальи. Для того чтобы вычислить количество изосуммарных чисел разных значностей с индексом больше девяти, надо к соответствующим числам прямоугольника Тартальи (а значит и треугольника Паскаля) прибавлять дополнительные слагаемые.
- И вы их нашли?!
- Представьте себе, нашел. И тем горжусь. Но поговорим об этом как-нибудь в другой раз...
Явно пародируя Мате, Асмодей хлопает себя по лбу.
- Клянусь решетом Эратосфена, никогда себе не прощу, что не включил вашего сообщения в заседание Клуба знаменитых математиков! То-то был бы эффект! Но ничего, все поправимо. Не включил в это - включу в следующее...
- Дорогой Асмодей, - робко обращается к нему Фило. - Давно хочу у вас спросить... Если, конечно, не секрет. Не скажете ли, кто исполнял в вашей передаче роль Паскаля? Случайно, не Юрский? Мне показалось - он. Но, по правде говоря, я не уверен...
Бес поднимает брови и некоторое время рассматривает его с преувеличенным интересом. Затем, не говоря ни слова, поворачивается на своих костылях и... исчезает. Словно его и не было. Фило растерянно хлопает глазами: до чего странный все-таки черт! И что он хотел этим сказать?
ПОСЛЕДНЯЯ ТОЧКА НАД i