сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Шашка пе­ре­дви­га­ет­ся из ле­во­го ниж­не­го угла доски 100 × 100 в пра­вый верх­ний угол, на каж­дом шагу пе­ре­ме­ща­ясь на одну клет­ку впра­во или на одну клет­ку вверх. Пусть a  — число путей, в ко­то­рых ровно 70 шагов шашка со­вер­ша­ет под диа­го­на­лью, иду­щей из ле­во­го ниж­не­го угла в пра­вый верх­ний, а b  — число путей, в ко­то­рых таких шагов ровно 110. Что боль­ше: a или b?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Для каж­до­го k, 0 мень­ше или равно k мень­ше или равно n обо­зна­чим через M_k мно­же­ство марш­ру­тов шашки, ве­ду­щих из ле­во­го ниж­не­го в пра­вый верх­ний угол доски n \times n, и де­ла­ю­щих ровно 2 k шагов ниже глав­ной диа­го­на­ли. Имеет место по­тря­са­ю­щий факт: при фик­си­ро­ван­ном n все мно­же­ства M_k со­дер­жат по­ров­ну эле­мен­тов!

Это утвер­жде­ние на­зы­ва­ет­ся тео­ре­мой Чанга-Фел­ле­ра, оно впер­вые до­ка­за­но Мак­Ма­го­ном в 1909 г. При­во­ди­мое ниже ком­би­на­тор­ное до­ка­за­тель­ство по­яви­лось в 1955 г.

Предъ­явим вза­им­но од­но­знач­ное со­от­вет­ствие между мно­же­ства­ми M_k и M_k плюс 1,  0 мень­ше или равно k мень­ше или равно n . Марш­рут шашки можно ин­тер­пре­ти­ро­вать как по­сле­до­ва­тель­ность из 2 n букв «в» или «п», при­чем букв каж­до­го вида в ней по­ров­ну. Рас­смот­рим про­из­воль­ный марш­рут a из мно­же­ства M_k . За­пи­шем его в виде

 a=uвvпw ,

где «в» обо­зна­ча­ет пер­вый ход, ко­то­рый шашка сде­ла­ла вверх, на­хо­дясь на диа­го­на­ли; «п»  — это ход, ко­то­рым она впер­вые после этого вер­ну­лась на диа­го­наль; u минус 9 то, воз­мож­но, пу­стая по­сле­до­ва­тель­ность ходов, ко­то­рые шашка со­вер­ши­ла до вы­пол­не­ния хода в (эти ходы были сде­ла­ны ниже диа­го­на­ли); v минус это, воз­мож­но, пу­стая по­сле­до­ва­тель­ность ходов, ко­то­рые шашка со­вер­ши­ла после вы­пол­не­ния хода в, но до вы­пол­не­ния хода «п» (эти ходы были сде­ла­ны выше диа­го­на­ли); на­ко­нец, w  — это все осталь­ные ходы шашки. По­ста­вим в со­от­вет­ствие марш­ру­ту сле­ду­ю­щий марш­рут b из мно­же­ства M_k плюс 1:

 b=vпuвw.

Это со­от­вет­ствие би­ек­тив­но.

 

Ответ: a=b.