Пусть x - число мышек, первоначально пришедших в погреб, y - количество сыра, съеденное одной мышкой в первую ночь, z - первоначальное количество головок сыра.
Составим систему уравнений:
$$x \cdot y = 8$$
$$15 \cdot \frac{y}{4} = z - 8$$
$$z = x \cdot y + z - 8$$
Тогда выразим y из первого уравнения:
$$y = \frac{8}{x}$$
Подставим во второе уравнение:
$$15 \cdot \frac{8}{4x} = z - 8$$
$$15 \cdot \frac{2}{x} = z - 8$$
$$\frac{30}{x} = z - 8$$
$$z = \frac{30}{x} + 8$$
Так как z - целое число, то x может быть 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30.
Так как 15 мышек съели оставшийся сыр, то число мышек в первую ночь должно быть больше 15.
Из этого следует, что х = 30. Тогда:
$$z = \frac{30}{30} + 8 = 1 + 8 = 9$$
Ответ: 9 головок сыра.