сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В ку­би­че­ском сун­ду­ке со сто­ро­ной 2n дм хра­нит­ся 8n раз­лич­ных пря­но­стей: в него упа­ко­ва­ны во­семь за­кры­тых ку­би­че­ских ко­ро­бок со сто­ро­ной 2n−1 дм, в каж­дую из них  — во­семь за­кры­тых ку­би­че­ских ко­ро­бок со сто­ро­ной 2n−2 дм, и так далее вплоть до ко­ро­бок со сто­ро­ной 1 дм, в каж­дой из ко­то­рых лежит своя пря­ность.

В одной из ма­лень­ких ко­ро­бок ока­за­лась мышь, ко­то­рая хочет от­ве­дать всех пря­но­стей, по­се­тив каж­дую ко­роб­ку ровно по од­но­му разу и вер­нув­шись в конце пути в род­ную ко­роб­ку. Про­гры­зая стен­ки, мышь может по­па­дать из дан­ной ма­лень­кой ко­роб­ки в любую гра­ни­ча­щую с ней по грани (но не может в гра­ни­ча­щие лишь по ребру или вер­ши­не). Какое ми­ни­маль­ное число от­вер­стий в стен­ках ко­ро­бок (всех раз­ме­ров) ей пред­сто­ит про­грызть для осу­ществ­ле­ния своей мечты?

Опи­ши­те какой-ни­будь путь мыши с ми­ни­маль­ным чис­лом от­вер­стий в стен­ках и вы­чис­ли­те, у сколь­ких ма­лень­ких ко­ро­бок при этом ока­жут­ся про­гры­зе­ны две про­ти­во­по­лож­ные стен­ки.

 

За­ме­ча­ние. Для раз­ных путей, да­ю­щих вер­ный ответ в этой за­да­че, может по­лу­чить­ся раз­ное число ко­ро­бок с про­гры­зен­ны­ми про­ти­во­по­лож­ны­ми стен­ка­ми. Участ­ни­кам, у ко­то­рых число таких ко­ро­бок ока­жет­ся наи­боль­шим, будут вру­че­ны па­мят­ные призы. (Это до­сти­же­ние не вли­я­ет на оцен­ку ра­бо­ты и при­сво­е­ние зва­ний по­бе­ди­те­ля и при­зе­ра олим­пи­а­ды.)

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Усло­вия за­да­чи тре­бу­ют, чтобы мышь про­грыз­ла каж­дую ко­роб­ку как ми­ни­мум в двух ме­стах: чтобы по­пасть в нее и чтобы по­ки­нуть её. Таким об­ра­зом, число от­вер­стий не мень­ше удво­ен­но­го числа ко­ро­бок, то есть 2 · (8n+1 − 1) / 7. По­стро­им путь мыши с таким чис­лом от­вер­стий, при­чем вовсе без ко­ро­бок с про­гры­зен­ны­ми про­ти­во­по­лож­ны­ми стен­ка­ми. Мы будем со­став­лять его из сле­ду­ю­щих ку­соч­ков:

Дан­ный ри­су­нок изоб­ра­жа­ет спо­соб по­се­тить все ко­роб­ки раз­ме­ра 1 дм внут­ри одной ко­роб­ки раз­ме­ра 2 дм, про­гры­зя за­штри­хо­ван­ные места. За­ме­тим, что каж­дая из за­дей­ство­ван­ных ко­ро­бок про­гры­за­ет­ся ровно в двух ме­стах, и ни у одной не про­гры­зе­ны про­ти­во­по­лож­ные стен­ки. Если те­перь мы обойдём все ко­роб­ки раз­ме­ра 2 дм в дан­ной ко­роб­ке раз­ме­ра 4 дм в том же по­ряд­ке и с от­вер­сти­я­ми в тех же ме­стах, как по­ка­за­но на ри­сун­ке, об­хо­дя при этом каж­дую ко­роб­ку раз­ме­ра 2 дм опи­сан­ным спо­со­бом, то по­лу­чим обход ко­роб­ки раз­ме­ра 4 дм, при ко­то­ром каж­дая из за­дей­ство­ван­ных ко­ро­бок про­гры­за­ет­ся ровно в двух ме­стах, и ни у одной не про­гры­зе­ны про­ти­во­по­лож­ные стен­ки. И так далее: если обой­ти все ко­роб­ки раз­ме­ра 2k дм в дан­ной ко­роб­ке раз­ме­ра 2k+1 дм в том же по­ряд­ке и с от­вер­сти­я­ми в тех же ме­стах, как по­ка­за­но на ри­сун­ке, об­хо­дя при этом каж­дую ко­роб­ку раз­ме­ра 2k дм опи­сан­ным спо­со­бом, то по­лу­чим обход ко­роб­ки раз­ме­ра 2k+1 дм, при ко­то­ром каж­дая из за­дей­ство­ван­ных ко­ро­бок про­гры­за­ет­ся ровно в двух ме­стах, и ни у одной не про­гры­зе­ны про­ти­во­по­лож­ные стен­ки. Чтобы в ре­зуль­та­те по­лу­чить за­мкну­тый путь внут­ри сун­ду­ка, ко­роб­ки раз­ме­ра 2n−1 можно обой­ти по сле­ду­ю­щей схеме:

Те­перь, в какой бы ко­роб­ке этого за­мкну­то­го пути ни за­ве­лась мышь, она смо­жет про­сле­до­вать по этому пути, по­бы­вав ровно один раз в каж­дой ко­роб­ке, вер­нув­шись в из­на­чаль­ную, и сде­лав ровно по од­но­му от­вер­стию в двух со­сед­них стен­ках каж­дой ко­роб­ки.

 

Ответ: 2 · (8n+1 − 1) / 7.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние.20
Вер­ное ре­ше­ние с не­стро­ги­ми рас­суж­де­ни­я­ми.16
Вер­ная оцен­ка и идея ин­дук­тив­но­го пе­ре­хо­да, до­ка­за­тель­ства нет.

10
Вер­ная оцен­ка, даль­ней­ших про­дви­же­ний нет.

6
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из пе­ре­чис­лен­ных выше кри­те­ри­ев.0
Мак­си­маль­ный балл20