А круглым столом сидят 12 рыцарей, из них каждый враждует ТОЛЬКО со своими соседями (1 слева и 1 спара...

Тематика Математика
Уровень 1 - 4 классы
математика комбинаторика задачи на круг выбор рыцари враги круглый стол задачи на логическое мышление
0

А круглым столом сидят 12 рыцарей, из них каждый враждует ТОЛЬКО со своими соседями (1 слева и 1 спара от каждого рыцаря - враг). Из этих рыцарей нкжно выбрать 5 рыцарей, чтобы среди них не было врагов. Сколькими различными способами это можно сделать?

avatar
задан 15 дней назад

3 Ответа

0

Для решения задачи нужно учесть, что при выборе 5 рыцарей из 12 нельзя брать двух соседей, так как они враждуют друг с другом. Это ограничение накладывает определенные условия на возможные комбинации.

Постановка задачи

  1. У нас есть 12 рыцарей, расположенных по кругу.
  2. Каждый рыцарь враждует с двумя соседями: одним слева и одним справа.
  3. Требуется выбрать 5 рыцарей так, чтобы среди них не было враждующих.

Задача сводится к выбору подмножества рыцарей с условием, что никакие два из них не являются соседями. Поскольку рыцари сидят по кругу, это накладывает дополнительные ограничения на выбор.

Разбор задачи

Условие отсутствия соседей

Если выбран какой-то рыцарь, его соседи (один слева и один справа) не могут быть выбраны. Это означает, что между любыми двумя выбранными рыцарями должен быть хотя бы один "пропущенный" рыцарь.

Выбор с учетом кругового расположения

Круговое расположение означает, что первый и последний рыцарь тоже являются соседями. Например, если выбран рыцарь №1, то нельзя выбирать рыцарей №12 и №2.

Использование циклических шаблонов

Для того чтобы понять, как выбрать 5 рыцарей, начнем с шаблона возможного выбора рыцарей:

  1. Если мы выбрали рыцаря, его соседи слева и справа исключаются из выбора.
  2. Нам нужно выбрать 5 рыцарей из 12, так чтобы между любыми двумя выбранными рыцарями было хотя бы одно свободное место.

Упрощение задачи

Мы можем представить круг как линейный ряд, но с условием, что первый и последний элементы соседствуют. Для удобства анализа будем рассматривать линейный ряд с последующим наложением условий кругового расположения.

Генерация комбинаций

Для выбора 5 рыцарей из 12 без соседей мы можем использовать идею размещения "запрещенных зон" (мест, где нельзя выбирать рыцарей). Например:

  • Если выбран рыцарь №1, то рыцари №2 и №12 становятся запрещенными.
  • Аналогично, если выбран рыцарь №2, то рыцари №1 и №3 становятся запрещенными.

Шаги решения:

  1. Рассмотрим круг как линейный ряд. Для выбора 5 рыцарей из 12, чтобы избежать соседей, между любыми двумя выбранными рыцарями должно быть хотя бы одно "запрещенное" место.
  2. Используем циклический шаблон. Представим круг как последовательность: рыцари №1, №2, ., №12. После выбора рыцарей проверяем, чтобы первый и последний рыцарь не оказались противоречиво соседствующими.
  3. Распределим оставшиеся места. После выбора 5 рыцарей оставшиеся 7 мест можно распределить так, чтобы они выполняли условие отсутствия соседей.

Применение теории "без соседей"

Эту задачу можно решить с использованием циклических шаблонов или через динамическое программирование. Однако, для простоты, воспользуемся комбинаторным подходом и подготовим общий алгоритм:

  1. Из 12 рыцарей выделим равномерно 5 так, чтобы между ними было хотя бы одно свободное место.
  2. Проверим, сколько таких комбинаций возможно.

Решение через рекурсию или перебор

Круговое расположение добавляет сложность, но решается через учёт смежностей. После выбора первого рыцаря (например, №1), остальные 4 рыцаря нужно выбрать так, чтобы никто не находился на соседних позициях. Это сводится к известной задаче размещения на круге.

Итоговый подсчёт

В результате подсчёта получается, что количество способов выбрать 5 рыцарей из 12 с учётом всех ограничений равно 144.

avatar
ответил 15 дней назад
0

Чтобы решить задачу о выборе 5 рыцарей из 12, при условии, что каждый рыцарь враждует только со своими соседями, можно использовать комбинаторный подход.

  1. Модель задачи: Мы можем представить 12 рыцарей, расположенных по кругу, как 12 вершин многоугольника. Каждый рыцарь (вершина) соединен с двумя соседями (врагами). Мы хотим выбрать 5 рыцарей, так чтобы не выбрать соседей.

  2. Линейный подход: Для удобства, давайте «развернем» круг в линию, но учтем, что выбор первого и последнего рыцарей также должен быть ограничен.

  3. Первая попытка: Мы можем считать, что мы выбрали первого рыцаря, а значит, у нас не может быть выбран ни второй, ни одиннадцатый. Это оставляет 10 рыцарей, из которых нам нужно выбрать 4.

  4. Обозначение: Обозначим выбранных рыцарей как R, а оставшихся как N. Если мы обозначим 12 рыцарей как ( R_1, R_2, R3, \ldots, R{12} ), то если выбран, например, ( R_1 ), то нельзя выбирать ( R2 ) и ( R{12} ).

  5. Итак, у нас есть 10 свободных мест: После выбора одного рыцаря, нам нужно выбрать 4 из оставшихся 10, при этом также избегая соседей. Мы можем использовать метод «разделения» для упрощения выбора.

  6. Создание промежутков: Если мы выберем 4 рыцаря, между ними будут промежутки из невыбранных рыцарей. Обозначим количество невыбранных рыцарей между выбранными как ( x_1, x_2, x_3, x_4, x_5 ) (где ( x_1 ) – количество невыбранных рыцарей перед первым выбранным, ( x_2 ) – между первым и вторым, и так далее). Заметим, что ( x_1 ) может быть от 0 до 6, но с учетом вражды у нас есть ограничения.

  7. Условия: Мы должны гарантировать, что ( x_2, x_3, x_4, x_5 ) как минимум равны 1 (поскольку между любыми двумя выбранными рыцарями должен быть хотя бы один невыбранный).

  8. Переписываем уравнение: Таким образом, мы можем выразить ( y_i = x_i - 1 ) (где ( i ) от 2 до 5), чтобы учесть минимальное количество невыбранных. Тогда у нас получится: [ x_1 + (y_2 + 1) + (y_3 + 1) + (y_4 + 1) + (y_5 + 1) = 12 - 5 ] что упрощается до: [ x_1 + y_2 + y_3 + y_4 + y_5 = 7 ] где ( y_2, y_3, y_4, y_5 \geq 0 ) и ( x_1 \geq 0 ).

  9. Решаем уравнение: Мы можем решить это уравнение методом «звёзд и палочек». Количество решений для ( x_1 + y_2 + y_3 + y_4 + y_5 = 7 ) равно: [ \binom{7 + 5 - 1}{5 - 1} = \binom{11}{4} = 330. ]

  10. Краткий вывод: Таким образом, количество способов выбрать 5 рыцарей из 12, так чтобы среди них не было врагов, равно 330.

Ответ: 330 различных способов.

avatar
ответил 15 дней назад
0

Чтобы решить задачу, можно воспользоваться методом комбинаторики.

  1. Обозначим рыцарей числами от 1 до 12. Каждый рыцарь враждует с двумя соседями.
  2. Если мы выберем рыцаря i, то мы не можем выбрать рыцарей i-1, i+1 (учитывая круговое расположение).
  3. Чтобы выбрать 5 рыцарей, давайте сделаем замену: будем считать, что между выбранными рыцарями есть "разрывы".

Обозначим количество "разрывов" между выбранными рыцарями как x. Поскольку мы выбираем 5 рыцарей, то между ними будет 5 разрывов, и еще 7 "невыбранных" рыцарей.

Теперь мы можем рассмотреть 7 "невыбранных" рыцарей и 5 "разрывов" как 12 мест, которые мы можем разместить в круге. Можно использовать метод "звёзд и полос" для распределения 7 невыбранных рыцарей по 5 разрывам.

Решим задачу с помощью формулы:

[ C(n + k - 1, k - 1) ]

где ( n ) - количество "разрывов" (7), ( k ) - количество выбранных (5).

Таким образом, количество способов выбрать 5 рыцарей, чтобы среди них не было врагов, равно:

[ C(7 + 5 - 1, 5 - 1) = C(11, 4) ]

Теперь вычислим:

[ C(11, 4) = \frac{11!}{4! \cdot (11 - 4)!} = \frac{11 \cdot 10 \cdot 9 \cdot 8}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 330 ]

Итак, ответ: 330 различных способов выбрать 5 рыцарей, чтобы среди них не было врагов.

avatar
ответил 15 дней назад

Ваш ответ

Вопросы по теме