сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Назовём ав­то­ма­том для го­ло­со­ва­ния нечётного числа n че­ло­век ло­ги­че­скую схему с n вхо­да­ми, при­ни­ма­ю­щую ис­тин­ное зна­че­ние, когда боль­ше по­ло­ви­ны вхо­дов при­ни­ма­ют ис­тин­ные зна­че­ния, и лож­ное зна­че­ние в про­тив­ном слу­чае.

Это очень есте­ствен­ное опре­де­ле­ние: если n вхо­дов пред­став­ля­ют n че­ло­век, каж­дый из ко­то­рых го­ло­су­ет либо «за» (ис­тин­ное зна­че­ние), либо «про­тив» (лож­ное), на вы­хо­де мы по­лу­ча­ем ва­ри­ант, за ко­то­рый про­го­ло­со­ва­ло боль­шин­ство.

До­ка­жи­те, что 2n эле­мен­тов И и ИЛИ до­ста­точ­но, чтобы по­стро­ить ав­то­мат для го­ло­со­ва­ния n че­ло­век (n  — нечётное).

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

До­ка­жем более общее утвер­жде­ние: для любых на­ту­раль­ных n и k обо­зна­чим через F левая круг­лая скоб­ка n; k пра­вая круг­лая скоб­ка ло­ги­че­скую схему, да­ю­щую на вы­хо­де ис­тин­ное зна­че­ние тогда и толь­ко тогда, когда хотя бы k вхо­дов при­ни­ма­ют ис­тин­ные зна­че­ния; тогда эта схема может быть по­стро­е­на с ис­поль­зо­ва­ни­ем не более чем 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка минус 2 эле­мен­тов И и ИЛИ. До­ка­жем это утвер­жде­ние по ин­дук­ции. В ка­че­стве базы возьмём n=2. Тогда F левая круг­лая скоб­ка 2, 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =x_1 ИЛИ x_2;  F левая круг­лая скоб­ка 2, 2 пра­вая круг­лая скоб­ка =x_1 И x_2. Тре­бу­ет­ся 1 эле­мент, что не пре­вос­хо­дит 2 в квад­ра­те минус 2=2 . Ин­дук­ци­он­ный пе­ре­ход от n к n плюс 1: при k=1 до­ста­точ­но ис­поль­зо­вать n эле­мен­тов ИЛИ, что мень­ше тре­бу­е­мой оцен­ки. При k боль­ше 1 за­ме­тим, что

F левая круг­лая скоб­ка n плюс 1, k пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка x_n плюс 1 И F левая круг­лая скоб­ка n, k минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка ИЛИ F левая круг­лая скоб­ка n, k пра­вая круг­лая скоб­ка .

Здесь мы ис­поль­зо­ва­ли две схемы преды­ду­ще­го по­ряд­ка, со­дер­жа­щие по ин­дук­ци­он­но­му пред­по­ло­же­нию не более 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка минус 2 эле­мен­тов каж­дая, и ещё два до­пол­ни­тель­ных эле­мен­та. Всего по­лу­ча­ем не более 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 2 эле­мен­тов, что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

1

По­строй­те ав­то­мат для го­ло­со­ва­ния трёх че­ло­век, ис­поль­зуя ло­ги­че­ские эле­мен­ты И и ИЛИ.


2

До­ка­жи­те, что из эле­мен­тов И и ИЛИ можно по­стро­ить ав­то­мат для го­ло­со­ва­ния лю­бо­го нечётного числа че­ло­век.