Общее количество учеников во всех трёх классах равно 28+24+20 = 72. Так как 72 делится на 3, то равенство количества учеников во всех трёх классах возможно - в каждом классе будет по 72/3 = 24 ученика.
Из условия задачи не ясно, сколько переводов из класса в класс допускается - один или два (три перевода и более могут быть заменены эквивалентными одним или двумя), поэтому вторую часть задачи решим исходя из более жёсткого ограничения (один перевод):
Задача имеет решение, например, для троек:
21, 25, 29
21, 26, 31
19, 22, 25
20, 21, 22
и много других.
Третью часть задачи решим исходя из более мягкого ограничения (два перехода):
Задача не имеет решения, например, для троек:
21, 22, 24
22, 25, 27
23, 25, 28
и так далее (во всех указанных случаях общее число учеников не делится на 3).
Указанные ответы во второй и третьей части универсальны - годятся как для жёсткого, так и для мягкого ограничения (при сдаче решения про эти ограничения лучше вообще не упоминать, они даны только для разъяснения)
Предположим, что нашлась задача, которую решили не более двух девочек или не более двух мальчиков. Будем считать задачу «красной» , если её решили не более двух девочек и «чёрной» в противоположном случае (тогда её решили не более двух мальчиков) . Представим шахматную доску с 21-й строкой, каждая из которых соответствует девочке, и 21-м столбцом, каждый из которых соответствует мальчику. Тогда каждая клетка соответствует паре «мальчик–девочка» . Каждую клетку покрасим в цвет какой-нибудь задачи, которую решили и мальчик-строка и девочка-столбец. По принципу Дирихле в каком-нибудь столбце найдётся 11 чёрных клеток, или в какой-нибудь строке найдутся 11 красных клеток (потому что иначе получится, что всего клеток не более чем 21 • 10 + 21 • 10 < 21²).
Рассмотрим, например, девочку-строку, содержащую хотя бы 11 чёрных клеток. Каждой из этих клеток соответствует задача, решённая максимум двумя мальчиками. Тогда мы можем указать не менее 6 различных задач, решённых этой девочкой. В силу первого условия никаких других задач девочка не решала, но тогда максимум 12 мальчиков имеют общие решённые задачи с этой девочкой, что противоречит второму условию.
Точно также разбирается случай, если в каком-нибудь столбце найдутся 11 красных клеток.
3 * 4 = 12
4 * 5 = 20
9 * 10 = 90
ответ: 9 = 90
Еще
Воспользуемся формулой: x = n*(n+1), тогда:
2*(2+1) = 2*3 = 6
3*(3+1) = 3*4 = 12
4*(4+1) = 4*5 = 20
5*(5+1) = 5*6 = 30
...
n=9
9*(9+1) = 9*10 = 90
ответ: 90