Пете необходимо спаять электрическую схему, состоящую из 10 чипов, соединенных между собой проводами (один провод соединяет два различных чипа; два чипа может соединять не более одного провода), при этом из одного чипа должно выходить 9 проводов, из одного — 8, из одного — 7, из двух — по 5, из трех — по 3, из одного — 2, из одного — 1. Может ли Петя спаять такую схему?
Введём граф, вершинами которого будут чипы, а ребро между вершинами проведём в том и только том случае, если соответствующие чипы соединены проводами.
Будем описывать граф в виде последовательности целых чисел (a1,
Заметим следующие два простых факта.
1. Пусть тогда если реализуема последовательность (a1,
Для реализации достаточно откинуть вершину с номером i.
2. Пусть тогда если реализуема последовательность (a1,
Действительно, если то вершина с номером i должна быть соединена со всеми остальными вершинами, поэтому достаточно откинуть её и все выходящие из неё рёбра.
Предположим противное и пусть последовательность (9, 8, 7, 5, 5, 3, 3, 3, 2, 1) реализуема. Пользуясь фактами 1 и 2 последовательно получаем, что тогда реализуемы и последовательности
но последовательность (2, 2), очевидно, не реализуема. Противоречие; значит, наше предположение неверно и последовательность (9, 8, 7, 5, 5, 3, 3, 3, 2, 1) не реализуема.
Ответ: нет, не может.
Приведем другое решение.
Аналогично первому решению введём граф. Заметим, что если (d1,
Действительно, все рёбра, выходящие из вершин с номерами от 1 до k делятся на два типа:
1) идущие в вершины с номерами от до n — таких не больше
2) идущие в вершины с номерами от 1 до k — таких не больше но каждое мы можем посчитать по два раза.
В задаче нас спрашивают, существует ли граф со степенями вершин (9, 8, 7, 5, 5, 3, 3, 3, 2, 1). Предположим, что он существует, и воспользуемся доказанным утверждением для первых 5 вершин:
противоречие.