86344 (612727), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Решение.

Изобразим школьника точкой, а решенную им задачу – линией исходящей из этой точки. Пусть один из школьников обозначен точкой А.. Проведем из нее линию. Так как каждую задачу решили два школьника , то проведенная линия соединяет точку А с другой точкой В, которая обозначает второго школьника, решившего ту же задачу. Так как каждый школьник решил две задачи, то из точки В должна выходить еще одна линия, которая соединяет точку В с еще одной точкой С и т. д.

Возможны следующие случаи.

1. Может получиться шестиугольник. Тогда утверждение задачи выполняется.

2. Может получиться четырехугольник и «двуугольник» ; последнее возможно тогда, когда два школьника решили одни и те же задачи.

3. Могут получиться два треугольника.

4. Могут получиться три «двуугольника».

Этим исчерпываются все возможности. В каждом из рассмотренных случаев утверждение задачи выполняется.

3.31. На столе в приемной парикмахерской лежат журналы. Каждый клиент парикмахерской просмотрел два журнала; каждый журнал просмотрели три человека; для каждой пары журналов имеется только один клиент, который их просмотрел. Сколько журналов и сколько клиентов в приемной парикмахерской?

Решение.

Обозначим журнал точкой, а клиента, просмотревшего этот журнал – отрезком, выходящим из этой точки.

Возьмем одну такую точку А. Так как каждый журнал просмотрели три человека, то из точки А должны выходить три отрезка. Так как каждый клиент просмотрел два журнала, то каждый

Отрезок соединят две точки. (рис. 32).

Поскольку каждую пару журналов просмотрел один человек, то нужно каждую пару точек соединить отрезком. Получаем четырехугольник с диагоналями (рис. 33). Проверьте еще сами, что здесь все три условия задачи выполняются.

Может возникнуть вопрос: а не существует ли еще хотя одна , пятая точка Е, такая, что все условия задачи выполняются? Тогда из каждой из пяти точек будет выходить не по три, а по четыре отрезка, а это противоречит условиям задачи.

Ответ: 4 журнала, 6 клиентов.

3.32. В одном учреждении каждый сотрудник выписывает две газеты, каждую газету выписывает пять человек и каждую пару газет выписывает только один человек. Сколько человек в учреждении и сколько они выписывают газет.

3.33. Шесть точек, из которых никакие три не лежат на одной прямой соединены всевозможными отрезками и каждый отрезок окрашен в черный или красный цвет. Докажите, что найдется треугольник с вершинами в данных точках, у которого все стороны черные, или треугольник, у которого все стороны красные.

Решение.

Возьмем одну из шести точек А1более четырех отрезков ( по обобщенному принципу Дирихле ). Пусть отрезки А1А2, А1А3 и А1А4 – красные. Рассмотрим два случая.

1. Допустим, что среди отрезков А2А3, А2А4 и А3А4 имеется красный, например отрезок А2А3. Тогда у треугольника А1А2А3 все стороны красные. Именно этот вариант изображен на рисунке 34.

2. Если допустим, что среди отрезков А2А3, А2А4 и А3А4 нет красного, тогда все эти отрезки – черные, а следовательно у треугольника А2А3А4 все стороны черные.

3.34. Докажите, что если в задаче 3.33 вместо шести точек взять пять, треугольник с одноцветными сторонами может и не найтись.

3.35. В международном туристическом лагере шесть туристов познакомились между собой. Выяснилось, что среди любых трех из них имеются двое, которые могут разговаривать друг с другом на каком-нибудь языке. Верно ли, что среди них найдутся трое, каждый из которых может разговаривать с каждым из двух других на каком- нибудь языке?

3.36. 17 ученых из разных стран переписываются между собой на одном из трех языков: английском, французском или русском. Докажите, что среди них найдутся трое, которые переписываются между собой на одном и том же языке.

Решение.

Обозначим каждого из ученых точкой и соединим эти точки всевозможными отрезками. Точки расположим так, чтобы никакие три из них не лежали на одной прямой. Так как каждый ученый переписывается с 16 остальными, то из каждой точки выходит 16 отрезков. Каждый из отрезков, означающий переписку ученых на английском языке, окрасим в черный цвет, на французском – в красный, на русском – в белый.

Рассмотрим два случая.

1. Пусть среди отрезков, соединяющих точки А2, А3, А4, А5, А6 и А7 попарно между собой, имеется черный, скажем А2А3. Тогда у треугольника А1А2А3 все стороны черные, т. е. соответствующая тройка ученых переписываются между собой на английском языке.

2. Пусть среди этих отрезков нет черного. В этом случае отрезки между шестью точками А2, А3, А4, А5, А6 и А7 окрашены не более, чем в два цвета – красный и белый. Тогда на основании утверждения задачи 3.33 среди отрезков, соединяющих эти точки, имеются три, составляющие треугольник со сторонами одного цвета.

3.37. На плоскости даны п точек, из которых никакие три не лежат на одной прямой. Они соединены всевозможными отрезками, и каждый отрезок окрашен в один из четырех различных цветов. При каком наименьшем п обязательно найдется треугольник с одноцветными сторонами с вершинами в трех из данных точек?

3.38. Последовательность из 36 нулей и единиц начинается с пяти нулей. Среди пятерок подряд стоящих цифр встречаются все 32 возможные комбинации. Найдите пять последних цифр последовательности.

3.39. Докажите, что можно расположить по кругу символы 0 и 1 так, чтобы любой возможный набор из n символов, идущих подряд, встретился.

Указание.

Рассмотреть граф, вершины которого суть слова длины n-1. Две вершины u и v соединяются стрелкой, если существует слово длины n, у которого u является началом, а v - концом.

4. Раскраски

Говорят, что фигура покрашена в несколько цветов, если каждой точке фигуры приписан определенный цвет. Бывают задачи, где раскраска уже дана, например для шахматной доски, бывают задачи, где раскраску с данными свойствами нужно придумать, и бывают задачи, где раскраска используется как идея решения.

Задачи

4.1. Из шахматной доски вырезали две противоположные угловые клетки. Докажите, что оставшуюся фигуру нельзя разрезать на «домино» из двух клеток

Решение.

Каждая фигура «домино» содержит 1 белую и 1 черную клетку. Но в нашей фигуре 32 черных и 30 белых клеток (или наоборот).

4.2. Можно ли все клетки доски 9х9 обойти конем по одному разу и вернуться в исходную клетку?

Решение.

Каждым ходом конь меняет цвет клетки, поэтому, если существует обход, то число черных клеток равно числу белых, что неверно.

4.3. Дан куб 6х6х6. Найти максимально возможное число параллелепипедов 4х1х1 (со сторонами параллельными сторонам куба), которые можно поместить в этот куб без пересечений.

Идея решения.

Легко поместить 52 параллелепипеда внутрь куба. Докажем, что нельзя больше. Разобьем куб на 27 кубиков 2х2х2. Раскрасим их в шахматном порядке. При этом образуется 104 клетки одного цвета (белого) и 112 - другого (черного). Осталось заметить, что каждый параллелепипед содержит две черных и две белых клетки.

Ответ: 52.

4.4. Прямая раскрашена в 2 цвета. Докажите, что найдутся 3 точки А, В, С одного цвета такие, что AB = ВС.

4.5. Раскрасьте прямую в 3 цвета так, чтобы нельзя было найти трех точек А, В, С разного цвета таких, что AB = ВС.

5. Плоскость раскрашена а) в 2 цвета, б) в 3 цвета. Докажите, что найдутся 2 точки одного цвета, расстояние между которыми равно 1

Идею, вынесенную в заглавие, хорошо иллюстрирует следующая задача. 4.6. Имеется квадрат 8Х8, у которого удалены две угловые клетки, расположенные на одной диагонали. Можно ли этот квадрат замостить костяшками домино размерами 1Х2? Решение дает нам правильная «шахматная» раскраска этой доски. Каждая костяшка домино закрывает две клетки разного цвета, в то время как клеток черного и белого цветов различное количество.

А вот еще две задачи на эту идею.

4.7. Участок прямоугольной формы разбит на квадраты, образующие n рядов по m квадратов в каждом ряду. Каждый квадрат является отдельным участком, соединенным калитками со всеми соседними участками. При каких m и n можно обойти все квадратные участки, побывав в каждом по одному разу, и вернуться в первоначальный?

Решение.

Раскрасим квадраты в шахматном порядке. При каждом переходе меняется цвет квадрата. Поэтому, если такой маршрут возможен, то число шагов должно быть четным, т. е. m или n четно. Осталось проверить, что в этом случае искомый маршрут возможен.

4.8. Все мы в детстве играли в «морской бой». Напомним, что играется он на квадрате 10Х10, на клетчатой бумаге. «Линкором» в этой игре называется «корабль» 1х4. В связи с этим возникает вопрос: можно ли весь квадрат для морского боя разрезать на 25 линкоров? А кстати, ответьте еще на один вопрос: какое наименьшее число «выстрелов» надо сделать, чтобы наверняка хотя бы один раз попасть в линкор, одиноко плавающий по морю?

Решение.

Раскрасим клетки в 4 цвета, как на рис. 36. Каждый «линкор» закрывает четыре клетки разного цвета. Но клеток цвета 2 всего 26, а «линкоров» должно быть 25.

Эта же раскраска помогает ответить и на второй вопрос. Наименьшее число выстрелов равно числу клеток цвета 4, т. е. 24.

5. Задачи с целыми числами. Четные и нечетные числа

Обычно четные и нечетные числа связывают только с натуральными числами. Здесь мы распространим их на любые целые числа. Целое число называется четным, если оно делится на 2, и нечетным, если оно на 2 не делится.

Любое четное число можно представить в виде 2а, а любое нечетное – в виде 2а + 1, где а – целое число.

Два целых числа называются числами одинаковой четности, если оба они четные или оба нечетные. Два целых числа называются числами разной четности, если одно из них четное, а другое нечетное.

Рассмотрим свойства четных и нечетных чисел важные, для решения задач.

1. Если хотя бы один множитель произведения двух (или нескольких) чисел четен, то и все произведение четно.

2. Если каждый множитель произведения двух ( или нескольких ) чисел нечетен, то и все произведение нечетно.

3. Сумма любого количества четных чисел есть число четное.

4. Сумма четного и нечетного чисел есть число нечетное.

5. Сумма четного количества нечетных чисел есть число четное; сумма нечетного количества нечетных чисел есть число нечетное.

Задачи

5.1. В пятиэтажном доме с четырьмя подъездами подсчитали число жителей на каждом этаже и, кроме того, в каждом подъезде. Могут ли все полученные 9 чисел быть нечетными?

Решение.

Обозначим число жителей на этажах соответственно через а1, а2, а3, а4, а5, а число жителей в подъездах – соответственно через b1, b2, b3, b4. Тогда общее число жителей дома можно подсчитать двумя способами – по этажам и по подъездам:

a1 + а2 + а3 + а4 + а5 = b1 + b2 + b3 + b4.

Если бы все эти 9 чисел были нечетными, то сумма в левой части записанного равенства была бы нечетной, а сумма в правой части – четной. Следовательно, это невозможно.

Ответ: не могут.

5.2. В футбольном турнире в один круг участвуют 15 команд. Докажите, что в любой момент турнира найдется команда, которая сыграла к этому моменту четное число матчей (может быть, ни одного ).

Решение.

Обозначим число матчей, проведенных первой, второй, третьей и т. д. командами, через а1, а2, а3,…, а15.

Допустим, что все эти 15 чисел нечетны. Подсчитаем общее число матчей, проведенных командами. Оно равно

( а1 + а2 +…+ а15)/2.

Но числитель дроби есть число нечетное, как сумма нечетного числа нечетных слагаемых. Тогда общее число матчей есть число дробное. Получили противоречие.

Утверждение задачи есть частный случай одной из теорем теории графов.

5.3. Четно или нечетно произведение

( 7а + b – 2c +1 )( 3a – 5b + 4c + 10 ),

где числа a, b, c – целые?

Решение.

Можно перебирать случаи, связанные с четностью или нечетностью чисел а, b, c (8 случаев!), но проще поступить иначе. Сложим множители:

( 7a + b – 2c + 1 ) + ( 3a – 5b + 4c + 10) =

= 10a – 4b + 2c + 11.

Так как полученная сумма нечетна, то один из множителей данного произведения четен, а другой нечетен. Следовательно, само произведение четно.

Ответ: четно.

5.4. Пусть а₁, а₂, а₃,…, а₂₅ – целые числа, а с₁, с₂, с₃,…, с₂₅ – те же самые числа, взятые в другом порядке. Докажите, что число

Характеристики

Список файлов курсовой работы