Тема . Комбинаторная геометрия

Принцип крайнего, индукция и другие методы в комбигео

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#102275

Триангуляцией выпуклого n  -угольника называется разбиение его на треугольники непересекающимися диагоналями. Антикликой триангуляции назовем подмножество вершин многоугольника, никакие две из которых не соединены стороной или диагональю. Саша подсчитал, что в любой триангуляции 100  -угольника хотя бы M  антиклик, причем есть триангуляции, в которых их ровно M.  Сколько триангуляций содержат ровно M  антиклик?

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Посчитать количество каких-то триангуляций довольно тяжело, хочется знать, что мы считаем. Порисуйте различные примеры и поймите, как выглядят искомые триангуляции.

Подсказка 2

Докажите, что искомые триангуляции имеют зиг-загообразный вид. Как доказать, что именно этот вид нам нужен? Вспомните, что вы знаете про триангуляцию.

Показать ответ и решение

Будем доказывать по индукции, что наименьшее количество антиклик достигается на триангуляции вида “зиг-заг”(пример такой триангуляции изображен на рисунке) и только на них.

PIC

Пусть zn   — количество антиклик в “зиг-заг” триангуляции n  угольника. База для n= 3,  4  и 5  работает, так как для них триангуляции единственны с точностью до поворота. Переход. Пусть дана триангуляция P.  В этой триангуляции есть треугольник, НУО An−1AnA1  такой, что стороны An−1An  и AnA1  являются сторонами n  -угольника.

PIC

Антиклик, не содержащих An,  столько, сколько в многоугольнике A1...An −1  с теми же диагоналями. По индукционному предположению их не менее zn−1,  причем равенство только при “зиг-заг” триангуляции. Если антиклика содержит An,  то мы можем дополнять её только вершинами A2,...,An −2.  По индукционному предположению таких антиклик не менее zn− 3,  причем равенство достигается только если проведена диагональ A2An−2  и оставшиеся диагонали образуют “зиг-заг” триангуляцию многоугольника A2 ...An−2.  Итого, антиклик не менее zn−1+ zn−3,  причем равенство достигается только если проведена диагональ A2An−2  и в многоугольнике A1...An−1  диагонали образуют “зиг-заг” триангуляцию. В четырехугольнике A1A2An−2An  мы проводим одну из диагоналей и она вместе с A2An−2  однозначно восстанавливается до «зиг-заг» триангуляции многоугольника A1...An −1.  Причем эти диагонали вместе с A1An  образуют “зиг-заг” триангуляцию n  -угольника.

Осталось посчитать количество “зиг-заг” триангуляций. Мы выбираем произвольную вершину за начало ломаной, далее идем от нее через одну вершины вправо или влево, и весь остальной путь однозначно определяется первым звеном. Итого, 2⋅100,  но каждую ломаную мы посчитали дважды (для одного конца и для второго), поэтому на самом деле ответ 100.

Ответ:

 100

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!