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#103481

В школе запустили 20  кружков. За один вопрос можно про любые два кружка узнать, какие ученики ходят в оба эти кружка, а какие ходят ровно в один из них (без указания в какой именно). За какое наименьшее количество вопросов можно узнать списки посещающих каждый кружок?

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Число 20 выглядит произвольным. Скорее всего, задача имеет будет общее решение для произвольного количества кружков. Сколько вопросов необходимо задать, чтобы узнать списки 2, 3 кружков?

Подсказка 2

Необходимо 2 и 3 вопроса соответственно. Отсюда может появиться предположение, что ответом на задачу является количество кружков, то есть 20. Почему этого количества вопросов будет достаточно?

Подсказка 3

Поскольку мы уже уже выдвинули предположение о том, что условие задачи верно для любого количества кружков, поэтому алгоритм нахождения списков несложно строить индуктивно. Как показать, что меньшего количества вопросов не хватит в общем случае?

Подсказка 4

Потребуем, чтобы весь список каждого кружка был уникален. Например, этого можно добиться, если количество учеников будет равно 2^20, причем каждый будет посещать уникальное множество кружков. Как удобно изображать множество вопросов, заданных в алгоритме?

Подсказка 4

Каждый из вопросов связывает пару из вопросов, поэтому является отношением на данном множестве. Отношение удобно отображать на графах. Пусть в графе каждому кружку в соответствие поставлена вершина, парой соединены те вершины, которые соответствуют кружкам для которых существует вопрос, в котором они учувствовали. Какой вид имеет данный граф?

Подсказка 5

В нем существует компонента, которая является суть путем. Что теперь нужно для того, чтобы закончить доказательство?

Подсказка 6

Можно доказать, что найдутся множества кружков A и B, для которых найдется школьник, который ходит только в кружки множества A, и школьник, который ходит только в кружки множества B, по ответам неотличимы. Найдите соответствующие множества среди кружков, соответствующих вершинам найденного пути.

Показать ответ и решение

Пример. Спросим про пары (1,2),  (2,3)  и (3,1),  а затем про все пары вида (1,k),  где k= 4,...,20.  Докажем, что за первые три вопроса мы выясним составы кружков 1,  2  и 3.  Посмотрим на любого человека. Если он не ходит ни в один из этих кружков, то его имя не будет названо ни разу, и это ни с чем не перепутаешь. Если он входит только в один кружок, то его имя всплывёт в двух вопросах, как посещающего один кружок. При этом по этим двум парам мы восстановим, в какой кружок он ходит. Если он ходит в два кружка, то однажды он появится, как посещающий два кружка, и дважды — как посещающий один из двух. В этой ситуации легко вычисляется, куда он ходит. Если он ходит во все, то во всех парах покажется, как посещающий оба, и тоже получится вычислить, что он во все ходит. То есть про любого человека мы поймём, куда он ходит, а это и значит, что вычислим составы всех кружков. Теперь, зная, кто ходит в первый кружок, после вопроса (1,k)  легко вычисляем, кто ходит в кружок k.

Оценка. Будем считать, что в школе 220  учеников. Каждому ученику сопоставим уникальное подмножество кружков и направим его ровно в кружки из его подмножества. Предположим, что после 19  вопросов удалось выяснить составы всех кружков. Это значит, что мы научились различать всех учеников. Рассмотрим граф, вершины которого — кружки. Соединим вершины ребром, если мы спросили про эту пару кружков. В графе 20  вершин и 19  рёбер, значит, хотя бы в одной компоненте связности рёбер меньше, чем вершин, то есть эта компонента связности — дерево. А вершины дерева можно правильным образом покрасить в два цвета. Обозначим множества вершин первого и второго цвета A  и B.  Тогда школьник, который ходит только в кружки множества A,  и школьник, который ходит только в кружки множества B,  по ответам не отличимы. Во всех вопросах про эту компоненту связности оба назывались как ходящие в один из двух кружков.

Ответ:

 20

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!