Задачка про лампочки, которую с наскока не возьмёшь

Поразмыслите, как учёному не ходить в магазин подольше.



В кабинете математика висит люстра с четырьмя плафонами. В магазине он купил пять одинаковых лампочек. Каждая может светить ровно 4 000 часов, после этого перегорает.
Какое максимальное количество часов проработает люстра до момента, когда математику придётся сходить за новой лампочкой? И какие действия ему нужно предпринять, чтобы это не потребовалось как можно дольше?

Решение

Есть два важных условия:
Люстра включается только в том случае, если в каждом плафоне есть работающая лампочка.Все лампочки можно менять неограниченное количество раз.Для удобства обозначим четыре лампочки буквами A, B, C и D, а запасную — S. Теперь разделим срок службы одной лампочки на четыре равные части: 4 000 ÷ 4 = 1 000 часов. Чтобы использовать лампочки максимально эффективно, нужно менять их каждые 1 000 часов.

1. После первых 1 000 часов математику нужно установить на место лампочки A запасную S. Теперь до конца службы лампочке A останется 3 000 часов, лампочке B — 3 000 часов, лампочке C — 3 000 часов, лампочке D — 3 000 часов, лампочке S — 4 000 часов.

2. После 2 000 часов математику нужно вернуть лампочку A на её прежнее место, а лампочкой S заменить лампочку B, которую убрать в запас. До конца службы лампочке A останется 3 000 часов, лампочке B — 2 000 часов, лампочке C — 2 000 часов, лампочке D — 2 000 часов, лампочке S — 3 000 часов.

3. После 3 000 часов математику следует вернуть лампочку B на её изначальное место, лампочку S поставить взамен лампочки С, последнюю убрать в запас. До конца службы лампочке A останется 2 000 часов, лампочке B — 2 000 часов, лампочке C — 1 000 часов, лампочке D — 1 000 часов, лампочке S — 2 000 часов.

4. После 4 000 часов математику нужно вернуть лампочку С на её изначальное место, лампочкой S заменить лампочку D, последнюю утилизировать. До конца службы лампочкам A, B, С и S останется 1 000 часов.
Через 5 000 часов оставшиеся лампочки перегорят.

Ответ: 5 000 часов.