Тема . ММО (Московская математическая олимпиада)

Комбинаторика на ММО: графы, турниры, логика, конструктивы

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела ммо (московская математическая олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#129300

В Камелот съехались 100 рыцарей Круглого Стола, любые два из которых либо дружат, либо враждуют (дружба и вражда взаимны). Фея Моргана может выбрать любого рыцаря и сделать так, что он поссорится со всеми своими друзьями и при этом подружится со всеми своими врагами. Накладывать это заклинание Моргана может сколько угодно раз. Докажите, что она сможет добиться того, чтобы в итоге образовались такие две группы по 5 рыцарей, что каждый рыцарь из первой пятёрки будет враждовать с каждым рыцарем из второй.

Источники: ММО - 2025, 10.3 (см. mmo.mccme.ru)

Показать доказательство

Первое решение.

Возьмём произвольного рыцаря K1.  Наложим заклинание на тех рыцарей, кто дружит с K1,  тем самым K1  теперь будет со всеми враждовать. Выберем другого рыцаря K2.  Помимо их двоих осталось ещё 98 рыцарей (обозначим их за T1  ), поэтому K2  либо дружит хотя бы с 98∕2= 49  рыцарями из T1,  либо враждует хотя бы с 49 из них. Наложением заклинания на K2  (если необходимо) можно добиться того, чтобы реализовался второй вариант, при этом оно не затронет отношения K1  с рыцарями из T1.  Таким образом мы добились того, что K1  и K2  вместе враждуют с группой из 49 рыцарей (обозначим их за T2  ).

Продолжим процесс: выберем третьего рыцаря K3 ⁄=K1,  K2  не из T2.  Тогда в T2  найдётся либо хотя бы ⌈49∕2⌉ =25  врагов  K3,  либо хотя бы 25 друзей K3.  Во втором случае наложим заклинание на K3,  что даст нам группу из 25 рыцарей, враждующих с K1,    K2,  K3  (обозначим их за T3  ). Аналогично находятся рыцари K4,  K5  и строятся множества рыцарей T4,  T5  размера ⌈25∕2⌉= 13  и ⌈13∕2⌉= 7  соответственно, при этом все рыцари из T5  будут враждовать с рыцарями K1,...,K5,  что и требовалось.

Второе решение.

Зафиксируем 5 рыцарей, назовём их орденом. На каждого из оставшихся рыцарей наложим заклинание в том и только в том случае, если он дружит не более чем с двумя рыцарями из ордена. После наложения всех заклинаний получим, что каждый рыцарь имеет не менее 3 друзей среди рыцарей ордена. Будем считать двух рыцарей не из ордена схожими, если они дружат с одинаковыми рыцарями ордена. Рыцарей вне ордена 95, а множество возможных друзей может принимать C35 +C45 + C55 = 10+5 +1= 16  различных значений. Значит, по принципу Дирихле найдётся хотя бы ⌈95∕16⌉> 5  схожих рыцарей, назовём их братством. Тогда фея Моргана может наложить заклинания на их общих друзей из ордена, после чего каждый рыцарь из ордена будет враждовать с каждым рыцарем из братства.

Третье решение.

Для решения нам понадобится:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лемма. C5k + C599−k ≥ C549 +C550  для k∈ℕ  (считаем, что C5k = 0  при k< 5  ).

Доказательство. Достаточно заметить, что для натуральных x <y  выполнено неравенство C5x+ C5y ≥ C5x+1+ C5y−1.  Действительно, по условию y− 1≥ x,  поэтому C4y−1 ≥C4x.  По свойству числа сочетаний C5y − C5y−1 = C4y−1,  а C5x+1− C5x = C4x,  что приводит нас к требуемому неравенству. Лемма доказана.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вернёмся к решению задачи. Назовём метёлкой пару из рыцаря (будем называть его королём) и пятёрки других рыцарей (будем называть их орденом), для которой король одновременно дружит или враждует со всеми рыцарями из ордена. Ясно, что если рыцарь  K  дружит с k  рыцарями, то метёлок с королём K  ровно C5+ C5  ,
 k   99−k  что по лемме не меньше C5 + C5,
 50   49  поэтому всего метёлок не менее 100⋅(C5 + C5 ).
      50   49  С другой стороны, количество возможных пятёрок равно C5 ,
 100  поэтому по принципу Дирихле найдётся как минимум

100⋅(C550+ C549)  100⋅49⋅48⋅47 ⋅46⋅(50+45)  47⋅46⋅(50+ 45)
----C5100----= ----100⋅99⋅98-⋅97⋅96----= --99⋅2⋅97⋅2--> 5

метёлок с общим орденом. Тогда достаточно взять 5 таких метёлок и наложить заклинание на тех королей, которые дружат с рыцарями из ордена. Таким образом, все пять королей будут враждовать со всеми пятью рыцарями ордена, что и требовалось.

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!