В одной из клеток бесконечной клетчатой бумаги находится робот, которому могут быть отданы следующие команды:
· вверх (робот перемещается на соседнюю клетку сверху);
· вниз (робот перемещается на соседнюю клетку снизу);
· влево (робот перемещается на соседнюю клетку слева);
· вправо (робот перемещается на соседнюю клетку справа).
Если, например, робот выполнит последовательность из четырех команд (вверх, вправо, вниз, влево), то он, очевидно, вернется в исходное положение, т. е. окажется в той же клетке, из которой начал движение. Сколько существует всего различных последовательностей из 4 команд, возвращающих робота в исходное положение?
Для краткости команду влево будем обозначать Л, вправо – П, вверх – В, вниз – Н. Чтобы робот вернулся в исходное положение необходимо и достаточно, чтобы ему было отдано команд Л столько же, сколько и команд П, а команд В – столько же, сколько и Н. Пусть k –количество команд Л в последовательности. Подсчитаем количество Nk искомых последовательностей для k от 0 до 2.
· Последовательность состоит только из команд В и Н. Так как их поровну, то на 2 местах из 4 должна быть команда В, а на оставшихся двух – Н. Выбрать 2 места из 4 можно способами. Следовательно,
· Каждая из команд Л, П, В, Н встречается в последовательности ровно 1 раз. Число перестановок из 4 элементов равно 4!. Поэтому
· Здесь две Л, две П и нет команд В и Н. Две команды Л можно разместить способами. Значит,
Таким образом, искомое число последовательностей равно
Ответ: 36.