Too Many Balls


কতগুলো বালিভর্তি $2023$ টি বল রাখা হলো এমন কোনো বালিভর্তি $99$ টি্র বেসি বল না থাকে। আমরা যতবার ইচ্ছা ততবার বালতি থেকে কতগুলো বল তুলে নিতে পারি অথবা পুরোটাই একটি বালতি সরিয়ে ফেলতে পারি। প্রমাণ করো যে, আমরা সবসময়ের জন্য এমনভাবে বালিভর্তি বালতিগুলো স্থানান্তর করতে পারবো যেন বাকি বালতিগুলোর সর্বত্র সমান সংখ্যক বল থাকে এবং বালতিগুলোতে সব মিলে অন্তত $100$ টি বল বাকি থাকে।



Proof Based Problems  


  0 Upvote                    0 Downvote


Solution

Disclaimer: The solutions we've shared are just one exciting approach, and there are surely many other wonderful methods out there. We’d love to hear your alternative solutions in the community thread below, so let's keep the creativity flowing!

For the sake of contradiction, assume that this is not possible.

So, there is not $k$ boxes with $\frac{100}{k}$ or more balls because taking these $k$ buckets keeping exactly $\lceil\frac{100}{k}\rceil$ balls satisfies the condition.

  •  So, there is no box with 100 or more balls.
  •  there is not 2 boxes with 50 or more balls.
  •  there is not 3 boxes with 34 or more balls.
  •  there is not 4 boxes with 25 or more balls.
  • there is not 5 boxes with 20 or more balls.
  • There is not 100 or more boxes with balls.


So, the highest amount of total balls is $99+49+33+24+19\cdot(99-4)=2010<2023$

Contradiction.

So, this is always possible.

This is a proof based problem added for learning purposes and does not accept submissions.

You can view the solution by clicking on the solution tab.

Editorial



Need a hint? Checkout the editorial.

View Editorial