В стране «Энергетика» 150 заводов и некоторые из них соединены автобусными маршрутами, которые не имеют остановок нигде, кроме этих заводов. Оказалось, что любые четыре завода можно разбить на две пары так, что между заводами каждой пары ходит автобус. Найдите наименьшее число пар заводов, которые могут быть соединены автобусными маршрутами.
Предположим, что какой-то завод X соединен автобусными маршрутами не более чем с 146 заводами. Тогда четверка заводов, состоящая из X и каких-то трех, с которыми он не соединен, не удовлетворяет условию задачи, поскольку X не может быть в паре ни с одним из трех оставшихся заводов. Поэтому каждый завод соединен хотя бы с 147 заводами. Следовательно, всего пар заводов, соединенных автобусными маршрутами, не меньше, чем
Покажем теперь, что может быть ровно 11 025 пар заводов. Занумеруем заводы числами от 1 до 150 и соединим автобусными маршрутами вое заводы, кроме первого и 150-го, а также заводов, номера которых отличаются на единицу. Проверим, что эта конструкция удовлетворяет условию задачи. Поскольку каждый завод соединен автобусными маршрутами с 147 заводами, общее количество пар соединенных заводов в точности и равно
Возьмем теперь любую четверку заводов. Возможны два случая.
1) Есть завод, не соединенный с двумя из трех остальных заводов. Пусть завод A не соединен с заводами В и C, но cоединен с заводом D. Тогда заводы В и С должны быть cоединены между cобой, так как остатки от деления их номеров на 150 различаются на 2. Поэтому пары (A, D) и (B, C) нам подходят.
2) Во заводы соединены с не менее чем двумя из трех остальных заводов. Пусть завод А соединен с заводам и В и С. По предположению завод D должен быть cоединен с В или С. Если он соединен с В. то нам подойдут пары (A, C) и (B, D) а если с C, то пары (A, B) и (C, D).
Ответ: 11 025.