玛丽在美国中学数学竞赛中得分在80分以上(这次测验有30个选择题,计分的公式是 $S=30+4C-W$,其中 $S$ 为分数,$C$ 是答对题数,$W$ 是答错的题数,允许不答).她把自己的分数告诉了约翰,约翰能正确地推算出玛丽解答了几道题.如果玛丽的得分少一点,但还在80分以上,约翰就无法推算了.玛丽得了多少分?
【难度】
【出处】
1984年第2届美国数学邀请赛(AIME)
【标注】
【答案】
119分
【解析】
已知 $S=30+4C-W>80$,问题要求找到最小的这样的 $S$,与它对应的 $C$ 是唯一的.首先,注意到 $C$ 增1,$W$ 增4,$S$ 值不变,但要满足 $\left(C+1 \right)+\left( W+4 \right)\leqslant 30$,即 $C+W\leqslant 25$.在 $C+W\leqslant 25$ 时,对同一个 $S$,不能唯一确定 $C$ 值,因此只有 $C+W\ge26$,(2-5)
才可能唯一地确定 $C$ 值.其次,应有 $W\leqslant 3$.(2-6)
否则,若 $W>3$,可使 $W$ 减4,$C$ 减1而得到 $S$ 值不变(因从 $S>80$ 得出 $C\geqslant 3$,这也是可能的).于是,为了使 $S$ 尽可能地小,我们应在不等式(2-5)与(2-6)许可的范围内,尽量减少 $C$,尽量增大 $W$.这导致 $W=3$,$C=23$,所以 $S=30+4\times23-3=119$,
即玛丽得了119分.
才可能唯一地确定 $C$ 值.其次,应有 $W\leqslant 3$.(2-6)
否则,若 $W>3$,可使 $W$ 减4,$C$ 减1而得到 $S$ 值不变(因从 $S>80$ 得出 $C\geqslant 3$,这也是可能的).于是,为了使 $S$ 尽可能地小,我们应在不等式(2-5)与(2-6)许可的范围内,尽量减少 $C$,尽量增大 $W$.这导致 $W=3$,$C=23$,所以 $S=30+4\times23-3=119$,
即玛丽得了119分.
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