Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела графы и турниры
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#136192

В некоторой стране 4k+ 1  город, каждый из которых соединен дорогами с k  другими (каждая дорога соединяет ровно 2 города). Известно, что из любого города можно добраться в любой другой. Докажите, что между любыми двумя городами существует путь, состоящий не более, чем из 4 дорог.

Источники: ИТМО - 2024, 10.6 (см. olymp.itmo.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Поставьте перед собой вместо этого следующий вопрос: всегда ли между любыми двумя городами существует путь, состоящий не более, чем из 4 дорог?

Подсказка 2

Первая подсказка наверняка натолкнула Вас на мысль, что утверждение в условии неверно. Попробуйте построить контрпример.

Подсказка 3

Для начала выделите два множества из k+1 городов, в каждом из которых соединены все города со всеми, кроме каких-то двух. Подумайте, как можно организовать оставшиеся города, чтобы контрпример состоялся.

Подсказка 4

Выстройте оставшиеся города по кругу. Может, их стоит как-то соединить между собой?

Подсказка 5

Соедините каждый город с k/2 городами, идущими до него против часовой стрелки, и с k/2 идущими после по часовой стрелке.

Подсказка 6

Разрушьте какие-то две дороги в этом множестве и соедините четыре города, являющиеся их концами, с городами, в которых не хватает дорог из подсказки 3.

Подсказка 7

Посчитайте, сколько дорог необходимо, чтобы добраться из города 1 в город 2, которые мы ввели в подсказке 3.

Показать ответ и решение

Автор задачи забыл добавить условие, что в стране нет «треугольников», то есть троек городов, попарно соединённых друг с другом. Без этого условия утверждение задачи неверно.

Рассмотрим множество из k+ 1  города M1,  соединим в нём все города со всеми, кроме каких-то городов A1  и B1.  Рассмотрим ещё одно множество из k+ 1  города M2,  соединим в нём все города со всеми, кроме каких-то городов A2  и B2.

Среди оставшихся 2k− 1  городов (множество M3  ) соединим каждый город ровно с k  следующим образом: расставим города по кругу и соединим каждый из них с k
2  идущими по кругу после него по часовой стрелке и k
2  идущими до. Это можно сделать, так как во всех наших вариантах k+ 1  чётно.

Затем разрушим какие-то две дороги в этом множестве, не имеющие общего конца, и соединим четыре города, являющиеся их концами с городами A1,  B1,  A2  и B2.  Получится картинка, в которой от любого города можно добраться до любого. При этом от города C1  из M1  до города C2  из M2  нельзя добраться менее, чем по пяти дорогам.

Действительно, из M1  в M2  мы можем попасть только через M3.  Для этого из C1  мы должны попасть в A1  или B1,  затем из него в какой-то из городов множества M3.  С другой стороны, чтобы попасть в C2,  мы должны из M3  попасть в A2  или B2,  а затем оттуда в C2.  Это уже четыре дороги. При этом, множество M3  устроено так, что в нём нет общих соседей у A1,  B1,  A2  и B2,  значит, нам нужна ещё одна дорога внутри этого множества.

Ответ: Утверждение неверно

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!