Олимпиадная задача про фокусника и последовательности для старших клас
Фокусник вместе со своим помощником собираются показать следующий фокус. Помощник надевает фокуснику повязку на глаза, приглашает на сцену случайного зрителя из зала и просит его написать последовательность из нулей и единиц длины . Затем помощник верно называет фокуснику номер и значение некоторого одного члена последовательности. Задача фокусника – отгадать других членов последовательности (то есть назвать их номера и значения). Докажите, что они могут заранее договориться так, чтобы фокус удался.
Разобрать решение
Пусть – множество всех последовательностей из нулей и единиц длины . Определим функцию , сопоставляющую каждой последовательности из последовательность, состоящую из её последних цифр. Пусть – множество всех последовательностей из нулей и единиц длины , в которых ровно один элемент равен 1, а – множество всех остальных последовательностей длины . Тогда , . Введём функцию «нумерации» для последовательностей из , то есть функцию , взаимно однозначно сопоставляющую каждой последовательности из какой-то номер от до . Обе функции и известны как фокуснику, так и его помощнику. Теперь опишем действия каждого из них. Пусть помощник увидел перед собой последовательность . Тогда у него есть несколько вариантов.
Если , то он сообщает значение элемента под номером .
Если и первая цифра последовательности равна , то помощник сообщает значение и номер единицы из последовательности .
Если и первая цифра последовательности равна 0, то помощник сообщает значение и номер того нуля, который следует за единственной единицей в последовательности (такая единица единственна, так как эта последовательность принадлежит множеству ). Если же единица стоит на последнем месте, то помощник сообщает значение и номер первого нуля. Опишем действия фокусника. Если он услышал цифру с номером из диапазона от до , то он понимает, что это случай 1). Значит, по этому номеру с помощью функции нумерации (ввиду её биективности) он может восстановить , а значит, и последние цифр вместе с их номерами. Если он услышал цифру с номером из последних 2025 номеров, то он понимает, что это случай 2) или 3). Но в обоих случаях среди последних 2025 цифр последовательности все, кроме одной, нули. Из последних 2025 цифр он может отгадать других цифры, так как одну уже назвал помощник. Также он может назвать самую первую цифру последовательности, так как она в случаях 2) и 3) совпадает с той цифрой, что называет помощник. Значит, и в этом случае фокусник отгадает цифр.
Обсуждение
0Комментариев пока нет.