Единственное известное решение "не математическое".
Зато разумное.
Кстати, математика там вполне есть. Проблема в том, что изначально область определения функции состоит из трех элементов, в то время как область значений -- вроде как всего лишь из двух; тогда задача, конечно, неразрешима. Ну так и надо сообразить, как извернуться и расширить-таки область значений до трех.
(Я помню эту же задачку в другом варианте: три выключателя ведут к трем лампочкам, и надо на тех же условиях определить, кто к какой.)