В одной из клеток бесконечной клетчатой бумаги находится робот, которому могут быть отданы следующие команды:
· вверх (робот перемещается на соседнюю клетку сверху);
· вниз (робот перемещается на соседнюю клетку снизу);
· влево (робот перемещается на соседнюю клетку слева);
· вправо (робот перемещается на соседнюю клетку справа).
Если, например, робот выполнит последовательность из четырех команд (вверх, вправо, вниз, влево), то он, очевидно, вернется в исходное положение, т. е. окажется в той же клетке, из которой начал движение. Сколько существует всего различных последовательностей из 8 команд, возвращающих робота в исходное положение?
Для краткости команду влево будем обозначать Л, вправо – П, вверх – В, вниз – Н. Чтобы робот вернулся в исходное положение, необходимо и достаточно, чтобы ему было отдано команд Л столько же, сколько и команд П, а команд В – столько же, сколько и Н. Пусть k – количество команд Л в последовательности. Подсчитаем количество Nk искомых последовательностей для k от 0 до 4.
· Последовательность состоит только из команд В и Н. Так как их поровну, то на 4 местах из 8 должна быть команда В, а на оставшихся двух – Н. Выбрать 4 места из 8 можно способами. Следовательно,
· Последовательность состоит из одной команды Л, одной П, а также трех В и трех Н. Разместить две команды Л и П на 8 позициях можно способами: – число способов вообще выбрать 2 позиции из 8, – число способов разместить на этих двух позициях команды Л и П. На оставшихся 6 позициях следует разместить 3 команды В, что можно сделать способами. Поэтому
· Здесь две Л, две П а также по 2 команды В и Н. Для Л и П имеем вариантов размещения. На оставшихся 4 позициях разместить 2 команды В можно способами. Значит,
Рассуждая аналогичным образом, можно показать, что и Таким образом, искомое число последовательностей равно
Ответ: 4900.