1 — логика. 2, 3 — тупая математика, составь уравнение и реши. Этому ещё в школе обучали (Задачи с трубами и бассейном).
Для логических задач нет конкретного алгоритма. Это как с, скажем, дифференциальными уравнениями: технически всё, что нужно для решения, ты знаешь, но понимание, что когда и как применять, приходит только с опытом.
Будете решать, читать каноничные решения, вникать, будете находить паттерны, угадывать, когда какой подход лучше применить (из базовых орудий для решения простых логических задач: принцип Дирихле, выделение инвариантов, определение паттернов, диаграммы Венна, двоичный поиск...)