У Викентия есть две банки, красная и синяя, а также кучка из 20 камешков. Изначально обе банки пусты. Ход в игре Викентия состоит в том, чтобы переложить камешек из кучки в одну из банок или вернуть камешек из одной из банок в кучку. Количество камешков в банках определяет позицию игры. После каждого хода число камешков в красной банке всегда не меньше числа камешков в синей банке; и в ходе игры ни одна позиция не может повториться. Какое максимальное количество ходов может сделать Викентий?
Спрятать решениеРешение. Позиция в игре Викентия однозначно задаётся парой неотрицательных целых чисел (x, y), и где — числа камешков в синей и красной банках соответственно. Всего в игре Викентия возможна позиция. Назовём позицию чётной, если сумма её чисел камешков в банках чётна, и нечётной — в противоположном случае. Всего в игре чётных позиций и 121 − 66 = 55 нечётных. Каждый ход в игре меняет чётность позиции, поэтому всего игра не может содержать более, чем 55 чётных и 56 нечётных позиций (с учётом того, что начинается она с чётной позиции (0, 0)), всего 111 позиций, и состоять из не более, чем 111 − 1 = 110 ходов.
Приведём пример игры, когда Викентий сможет сделать 110 ходов. При этом он делает единственно возможный первый ход с (0, 0) на (1, 0), затем все позиции (x, y) с нечётным x = 1, 3, 5, ..., 9 проходит последовательно от (x, 0) до (x, x), после чего переходит к (x + 1, x), а все позиции с чётным x=2, 4, ..., 10 проходит последовательно от (x, x − 1) до (x, 0), после чего переходит к (x + 1, 0). После всего указанного он оказывается в позиции (11, 0), после чего его стратегия слегка меняется. Все позиции (x, y) с нечётным x = 11, 13, 15, 17 проходит последовательно от (x, 0) до (x, 19 – x), после чего переходит к (x + 1, 19–x), а все позиции с чётным x = 12, 14, ..., 18 проходит последовательно от (x, 20 – x) до (x, 0), после чего переходит к (x + 1, 0). В итоге он оказывается в позиции (19, 0) и совершает последний ход в (20, 0). Не пройденными остались позиции — ровно 10 штук, то есть пройденными в точности 121 − 10 = 111 позиций. Совершено как раз 110 ходов.
Ответ: 110 ходов.
Спрятать критерииКритерии проверки:Доказано, что число ходов не больше 110: 3 балла.
Построение примера на 110 ходов с точным обоснованием: 4 балла.
Отсутствие точного обоснования примера: минус 2 балла.
Ответ: 110 ходов.