Рассмотрим девять чисел k1, ..., k9, где При этом хотя бы одно число ki отлично от нуля. С помощью этих чисел вырабатывают последовательность u1, u2, ..., u2019 по формулам:
где r3(a) — остаток от деления числа a на 3. Найдите такое наименьшее натуральное число l, что какие бы исходные числа k1, ..., k9 мы ни взяли, в последовательности u1, u2, ..., ul каждое из чисел 0, 1 и 2 гарантированно встретится хотя бы один раз.
Решение. Для каждого набора укажем такое минимальное l, что в соответствующей последовательности u1, u2, ..., ul присутствует каждое из чисел 0, 1 и 2. Затем среди всех таких l останется выбрать наибольшее — это и будет ответом в задаче.
1. В наборе k встречается каждое из чисел 0, 1 и 2. Тогда искомое l не превосходит 9.
2. Набор k состоит только из 1. Тогда и Значит,
3. В наборе k присутствуют и 1, и 2, но нет 0. Значит, среди чисел u1, u2, ..., u9 есть два соседних (us и us + 1), одно из которых равно 1, а другое 2. Тогда и
4. Набор k состоит из 0 и 1. Число 2 впоследствии дадут только две рядом стоящие 1. Поэтому рассмотрим варианты:
а) в k есть рядом стоящие 1. Тогда
б) в k нет рядом стоящих 1. Здесь возможны следующие случаи:
— есть хоть одна единица «не с краю». То есть найдется номер s такой, что и Рядом стоящих единиц нет, поэтому Тогда Следовательно, и
— единица есть только «с краю». Пусть В этом случае начало последовательности u1, u2, ... можно вычислить непосредственно:
и убедиться, что Пусть Тогда
и И, наконец, для находим
и
Отметим, что случаи, «k состоит только из 2» и «k состоит только из 0 и 2» эквивалентны случаям 2 и 4 соответственно. Действительно, если в последовательности {un}, отвечающей набору заменить все 2 на 1, а 1 на 2, то получится последовательность, соответствующая набору k.
Ответ:
Ответ: