Тема . Применение классических комбинаторных методов к разным задачам

Анализ с конца

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела применение классических комбинаторных методов к разным задачам
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68181

Паша и Игорь подбрасывают монетку. Если выпадает орёл, выигрывает Паша, если решка — Игорь. В первый раз проигравший заплатил победителю 1 рубль, во второй — 2 рубля, потом — 4, и так далее (каждый раз проигравший платит в 2 раза больше, чем на прошлом шаге). В начале игры у Паши была однозначная сумма денег, а у Игоря — четырёхзначная, а в конце у Игоря стала двузначная, а у Паши — трёхзначная. Какое минимальное количество игр мог выиграть Паша? Игроки не могут уходить в минус.

Источники: ФЕ-2023, 11.3 (см. www.formulo.org)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Вот с чего можно начать: поймите, что Паша не мог проиграть последнюю игру) А после посмотрите на серии, где он проигрывает, а после одну выигрывает. Что можно с этом случае сказать?

Подсказка 2

Если нумеровать игры с нуля, то выигрыш или проигрыш составляет 2 в степени номер игры. Если Паша проиграл игры с k-ой по (m-1)-ую, а m-ую выиграл, то его выигрыш составил как раз 2^k! Можно ли теперь связать общий выигрыш Паши и то, как развивались события игр?

Подсказка 3

По двоичному представлению числа выигрыша Паши как раз можно теперь понять какие игры он выиграл) Осталось лишь разобраться с тем, каким вообще мог быть выигрыш, и минимизировать кол-во побед.

Подсказка 4

Например, если у Паши сначала было однозначное число, а потом трехзначное, то выигрыш Паши не больше 999. С другой стороны, если у Игоря было четырехзначное, а после двузначное, то выигрыш Паши 901)

Показать ответ и решение

Будем нумеровать игры с нуля. Тогда в игре с номером i  победитель получает 2i  денег.

Обозначим через N  сумму денег, на которую Паша стал богаче (а Игорь - беднее) по результатам всех игр.

Заметим, что последнюю игру Паша выиграл (иначе за неё он потерял бы больше денег, чем приобрел на всех предыдущих этапах). Значит, последовательность игр можно разбить на серии, в каждой из которых Паша выиграл последнюю игру и проиграл все остальные в серии (возможно, никакие). Если серия началась с игры номер k  и окончилась игрой номер m >k,  то Паша выиграл за эту серию

− 2k− 2k+1− ...− 2m −1+ 2m =

    k(           m−1−k)  m
= −2  1 +2+ ...+ 2      + 2 =

    k( m−k   )  m     m   k   m   k
= −2  2   − 1 + 2 = −2  +2 + 2  =2

Если m =k,  то сразу же получаем серию из одного выигрыша такой же суммы  m   k
2 = 2 .

Итак, двоичное представление числа n  однозначно описывает набор выигранных Пашей игр (за исключением номера последней игры): слагаемое 2k  (для k> 0)  означает, что очередная серия началась с игры номер k,  а предыдущая серия оканчивается победой на игре с номером k− 1.

По условию, 901≤ N ≤998.  Но все числа от 901 до 998 содержат в двоичном представлении 27+ 28+29,  поэтому Паша выиграл   6,  7  и 8  игры. При этом есть и последняя игра под номером 9, которую Паша тоже должен был выиграть (как мы отметили в начале решения). В итоге Паша выиграл хотя бы 4 игры.

Кроме этого, за первые 6 игр Паша должен был выиграть хотя бы 3 раза:

1.

из первых четырёх игр выиграна хотя бы одна, так как 9− 1 − 2− 4− 8< 0

2.

из двух следующих также выиграна хотя бы одна, так как 9± 1± 2±4 ±8− 16− 32

3.

если из первых четырёх выиграна только одна, то после них сумма не более 10,  пятая и шестая обязательно должны быть выиграны.

Таким образом, суммарно Паша выиграл не менее 7  игр.

Пример для 7  игр: изначально у Паши было 9  рублей, у Игоря – 1000  рублей, всего сыграно 10 игр. Тогда

         0   3  4   6  7   8  9
N = 985= 2 + 2 +2 + 2 +2 + 2 + 2 =

= (− 20 − 21+ 22)+ (23)+ (− 24+25)+ (26)+(27)+(28)+ (29)

Значит, Паша выигрывал в играх с номерам 2,3,5,6,7,8,9,  а Игорь – в играх 0,1,4.  В конце у Паши окажется 994  рубля, а у Игоря – 15  рублей.

Ответ: 7

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!