Для того чтобы найти четыре числа, которые удовлетворяют заданному условию, обозначим их как (a), (b), (c) и (d), расположив их в порядке возрастания: (a \leq b \leq c \leq d).
Среднее арифметическое этих четырёх чисел равно (\frac{a + b + c + d}{4}).
Полусумма второго и третьего по величине чисел означает: (\frac{b + c}{2}).
По условию задачи, среднее арифметическое этих четырёх чисел должно быть равно полусумме второго и третьего чисел. Таким образом, наше уравнение выглядит следующим образом:
[
\frac{a + b + c + d}{4} = \frac{b + c}{2}.
]
Чтобы избавиться от дробей, умножим обе части уравнения на 4:
[
a + b + c + d = 2(b + c).
]
Раскроем скобки:
[
a + b + c + d = 2b + 2c.
]
Теперь перенесем все члены уравнения влево:
[
a + b + c + d - 2b - 2c = 0.
]
Приведём подобные члены:
[
a - b - c + d = 0.
]
Получаем уравнение:
[
a + d = b + c.
]
Теперь необходимо придумать четыре числа, которые удовлетворяют этому уравнению. Возьмём, например, числа:
- (a = 1)
- (b = 3)
- (c = 5)
- (d = 7)
Проверим, удовлетворяют ли они нашему уравнению:
[
a + d = 1 + 7 = 8,
]
[
b + c = 3 + 5 = 8.
]
Условие выполняется. Таким образом, числа (1), (3), (5) и (7) удовлетворяют заданному условию. Проверим также среднее арифметическое и полусумму:
[
\frac{1 + 3 + 5 + 7}{4} = \frac{16}{4} = 4,
]
[
\frac{3 + 5}{2} = \frac{8}{2} = 4.
]
Обратим внимание, что среднее арифметическое чисел и полусумма второго и третьего чисел действительно равны.
Таким образом, числа (1), (3), (5) и (7) являются примером четырех чисел, которые удовлетворяют данному условию.