В игре «сет» участвуют всевозможные четырехзначные числа, состоящие из цифр 1, 2, 3 (каждое число по одному разу). Говорят, что тройка чисел образует сет, если в каждом разряде либо все три числа содержат одну и ту же цифру, либо все три числа содержат разные цифры. Сложностью сета будем называть количество таких разрядов, где все три цифры различны.
Например, числа 1232, 2213, 3221 образуют сет сложности 3 (в первом разряде встречаются все три цифры, во втором — только двойка, в третьем — все три цифры, в четвертом — все три цифры); числа 1231, 1232, 1233 — сет сложности 1 (в первых трех разрядах цифры совпадают, и только в четвертом все цифры различны). А числа 1123, 2231, 3311 вообще не образуют сета (в последнем разряде встречаются две единицы и тройка).
Сетов какой сложности в игре больше всего и почему?
Заметим, что для любых двух чисел существует ровно один сет, в котором они встречаются. Действительно, третье число этого сета строится так: в тех разрядах, где первые два числа совпадают, третье число имеет такую же цифру; в разряде, где первые два числа различаются, третье число получает оставшуюся цифру. Например, для чисел 1231 и 1223 третьим в сете
Назовём «упорядоченным сетом» сет из трёх четырёхзначных чисел с учётом их порядка. Заметим, что каждый неупорядоченный сет соответствует шести упорядоченным:
Поэтому вместо количества неупорядоченных сетов можно сравнивать количество упорядоченных (их в 6 раз больше) однозначно определяется упорядоченной парой чисел
Посчитаем количество упорядоченных сетов сложности Каждый такой сет может начинаться произвольным числом a (81 вариант). В этом числе нужно выбрать k разрядов способов выбора) и в каждом из них заменить цифру на одну из двух отличных от неё (2k способов). В результате получим число b, которое однозначно определяет сет. Итого получаем упорядоченных сетов сложности k.
Сравнивая числа для разных k, получаем: Как видим, наибольшее количество сетов имеет сложность
Ответ: больше всего сетов сложности 3.