2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Математическая паутина или паутическая математина?
Сообщение18.11.2019, 00:33 
Аватара пользователя


01/12/11

8634
Паук сплёл паутину, в каждый из 12 узлов которой попалась либо одна Катенька, либо одна Некатенька, причём каждая девочка оказалась соединена отрезком паутины ровно с двумя Катеньками.

Найдите все возможные способы, которыми это могло быть сделано.

Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическая паутина или паутическая математина?
Сообщение18.11.2019, 01:52 


02/05/19
396
Всего два способа. Кажется, я могу это показать.
UpD.
Никакие два узла одного кольца паутины, расположенные "через один" не могут одновременно заключать в себе Некатенек; следовательно, таких узлов в каждом кольце либо два, либо всего один. Последний вариант неосуществим. Остаётся рассмотреть случаи, когда в каждом кольце ровно два таких узла... Эти два узла должны быть расположены либо непосредственно по соседству (и так в каждом кольце), либо лежать на диагонали паутины...

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическая паутина или паутическая математина?
Сообщение18.11.2019, 01:58 
Аватара пользователя


01/12/11

8634
Connector в сообщении #1426504 писал(а):
Всего два способа. Кажется, я могу это показать.

Если Вас не затруднит.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическая паутина или паутическая математина?
Сообщение18.11.2019, 03:05 
Аватара пользователя


07/01/16
1637
Аязьма
У меня тоже два (с точностью до симметрий) получилось: $(NKKNKK,NKKNKK)$ и $(KKNNKK,NKKKKN)$; развернул для наглядности вложенные шестиугольники в "лесенку" с попарно соединенными противоположными концами и рассмотрел три варианта на одном из концов - $NN,NK,KK$; в варианте $NN$ все форсировано, вариант $NK$ дает два подварианта (достаточно поставить еще одну букву рядом с концом лесенки - $N$ или $K$, и тоже все схлопывается), которые на самом деле переходят друг в друга вращением; любые варианты с $KK$ совпадают с одним из ранее расмотренных

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическая паутина или паутическая математина?
Сообщение18.11.2019, 12:18 


02/04/18
241
Пронумеруем все узлы и запишем под каждым номером всех соседок его обитательницы. Понятно, что в этом списке 24 раза будут упомянуты Катеньки, 12 раз - Некатеньки. Поскольку каждая девочка является соседкой ровно у трех, то она трижды появляется в списке. То есть в паутину попались 8 Катенек и 4 Некатеньки.

Рассмотрим внешнее кольцо паутины. Пусть какая-то Некатенька находится в восточном узле. Тогда в северо-западном и юго-западном узлах этого же кольца обязаны быть Катеньки (иначе у северо- и юго-восточного узлов не более одной соседки-Катеньки).
Из этого следует, что, если в этом кольце есть еще одна Некатенька, то она расположена либо напротив (и, по тем же причинам, рядом с первой Некатенькой находятся две Катеньки), либо в одном из соседних узлов, тогда остальные - только Катеньки.

Отсюда следует вывод: в одном кольце может быть не более двух Некатенек, а всего в паутине - не более 4. Но их как раз 4! Следовательно, в каждом кольце ровно две Некатеньки, и имеют место две конфигурации: ННКККК и НККНКК.
В первом случае видно, что Катеньки на 4 и 5-й позициях уже заполучили в соседки по две Катеньки, значит, их соседками в другом кольце будут Некатеньки, то есть конфигурация повторится с точностью до поворота на 180 градусов: ННКККК-КККННК. Если считать, что конфигурации, переходящие друг в друга поворотом, считаются различными, то это 6 способов.
Во втором аналогично: каждая из Некатенек уже соседствует с двумя Катеньками, так что им недостает соседок-Некатенек, и второе кольцо получается точной копией первого: НККНКК-НККНКК. Здесь, в свою очередь, получается 3 способа.

Ответ: 2 либо 9 (смотря как считать).

Интересно, что если заменить в условии "две Катеньки" на "по крайней мере, две", тогда (в случае, если мы различаем конфигурации максимально) получится ровно 100 способов.

(Оффтоп)

Пусть внутреннее кольцо - ННКККК (в одной из 6 конфигураций). Тогда у узлов КННК известны по две соседки, во всех случаях это К и Н, значит, во внешнем кольце им соотвествуют обязательно КККК. Остается два узла, которые можно заполнить произвольно, одним из 4 способов. Всего 6х4, т.е. 24 способа. Аналогично для внешнего кольца, но в сумме будет 42, потому что шесть вариантов пересекаются.
Пусть теперь внутренее - НККНКК (в одной из 3 конфигураций). Аналогично, у каждой К известны соседки К и Н, значит, во внешнем кольце заполнены четыре К. Остаются два внешних узла, которые так же заполняются 4 различными способами. Всего - 12, плюс внешнее кольцо, итого 21.
Итак, если в хотя б одном кольце две Некатеньки, паутина заполнена 63 различными способами.

Пусть только две Некатеньки, но по одной в каждом кольце. Первая пусть находится в одном из 6 внешних узлов. Тогда для второй есть запретные узлы, значит - всего 24 способа.
Наконец, если у нас только одна Некатенька, ее мы можем поместить в один из 12 узлов.
Выходит, что если в паутину попалась хотя бы одна Некатенька, то для выполнения требуемого условия расположиться они могли 99 способами.

Наконец, если там только Катеньки, это дает нам сотый способ.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическая паутина или паутическая математина?
Сообщение18.11.2019, 12:27 
Аватара пользователя


01/12/11

8634
Connector
waxtep
Dendr
Большое спасибо!

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: EXE


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group