Подготовка. Для упорядоченных количеств n1≥n2≥n3≥n4 (всего N):
n2+n3+n4≥43(N−4),n3+n4≥2N−8,n4≥4N−12.
(Вывод: 3n1≤n2+n3+n4+12; n1+n2≤n3+n4+8; N≤4n4+12.)
Наименьшая стоимость. Она получается, когда больше всего маркеров у самого дешёвого цвета (чёрных n1, синих n2, красных n3, зелёных n4):
45n1+52n2+64n3+72n4=45N+7(n2+n3+n4)+12(n3+n4)+8n4.
(Проверка: у синего надбавка 7, у красного 7+12=19, у зелёного 7+12+8=27 — это 52−45, 64−45, 72−45.)
Пункт а). Пример: 9 чёрных, 7 синих, 5 красных, 4 зелёных (разности 2,2,1):
405+364+320+288=1377≤1700.
Ответ: да.
Пункт б). При N=35: n4≥423, т. е. n4≥6 — каждого цвета не меньше 6. Тогда стоимость не меньше
45⋅35+7⋅6+19⋅6+27⋅6=1575+318=1893>1700.
Ответ: нет.
Пункт в).
Оценка. Пусть N≥31. Тогда по формуле наименьшей стоимости:
стоимость≥45N+7⋅43(N−4)+12⋅2N−8+8⋅4N−12=58,25N−93.
При N=31: 58,25⋅31−93=1712,75>1700, а при больших N ещё больше. Значит, N≤30.
(Для N=31 можно и в целых числах: n2+n3+n4≥21, n3+n4≥12, n4≥5, стоимость ≥1395+147+144+40=1726>1700.)
Пример для N=30: 10 чёрных, 8 синих, 7 красных, 5 зелёных (разности 2,1,2):
450+416+448+360=1674≤1700.
Ответ: а) да; б) нет; в) 30.