Тема . Иннополис (Innopolis Open)

Функции на Иннополисе

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#124047

Найдите и докажите явное выражение (в терминах известных операций на целых числах) для функции g(m,n),  вычисляющей пару чисел (p,q),  и определенной следующим образом для любых целых значений m ∈[0...100]  и любых целых значений n ≥0 :

g(m,n)= (m,n+ 1), если m = 100, иначе (p− 1,q), где (p,q)=
                 = g(g(m +1,n)).

Источники: Иннополис - 2020, 11.2 (см. lk-dovuz.innopolis.university)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте для начала попробуем вычислить некоторые значения функции g.

Подсказка 2

Возьмем m, близкое к 100, например, 98.

Подсказка 3

g(98, n) = (p₁ - 1, q₁). Заметьте, что (p₁, q₁) = g(g(99, n)). Продолжите эти вычисления, пока не сможете выразить g(98, n) через числа и, возможно, n.

Подсказка 4

У нас должны получиться явные выражения для g(98, n), g(99, n) и (p₁, q₁). Это будет в следующей подсказке, но постарайтесь дойти самостоятельно.

Подсказка 5

g(98, n) = (98, (n + 4)); g(99, n) = (99, (n + 2)); g(100, n) = (100, (n + 1)). Есть ли тут какая-то зависимость?

Подсказка 6

Возникает предположение, что g(m, n) = (m, (2¹⁰⁰⁻ᵐ + n)). Попробуйте это доказать.

Подсказка 7

Перепишем формулу следующим образом: g((100 - m), n) = ((100 - m), (2ᵐ + n)). Докажем это индукцией по m ≥ 0.

Подсказка 8

При m = 0 все получится, это база индукции. Теперь надо доказать для (m + 1). Подставим его в формулу.

Подсказка 9

По предположению индукции, g((100 - m), n) = ((100 - m), (2ᵐ + n)) (при k = m). Раскройте выражения, как в самом начале, и получите требуемое.

Показать доказательство

Докажем индукцией по m ≥ 0,  что для любого целого положительного n≥ 0  выполняется

                       m
g((100− m),n) =((100− m),(2  +n))

База индукции (m =0)  :

g((100− 0),n)= g(100,n)= (100,(1+n))

По формуле, которую мы доказываем, при m = 0  :

((100 − 0),(20+ n))= (100,(1 +n))

База верна.

Индукционная предположение: Пусть для всех k∈ [0,...,m]  и для любого n≥ 0  верно

g((100− k),n)= ((100 − k),(2k+ n))

Шаг индукции (для m+ 1  ):

Нам нужно доказать, что

g((100− (m + 1)),n)=((100− (m+ 1)),(2m+1 +n))
1.

g((100− (m + 1)),n)=(p− 1,q),  где (p,q)= g(g((100− m),n))  (по определению функции g,  если первый аргумент не 100).

2.

g((100− m),n)=((100− m),(2m + n))  по предположению индукции (для k= m).

3.

g(g((100 − m ),n))=g((100− m),(2m +n))  согласно пункту 2.

4.

g((100− m),(2m +n))= ((100− m ),(2m+ (2m + n)))  по предположению индукции, применяя его к g((100− k),n′)  где k =m  и n′ =2m + n.

5.

g(g((100 − m ),n))=((100− m ),(2⋅2m + n))= ((100− m),(2m+1+ n))  согласно пунктам 3  и 4.

6.

(p,q)= ((100− m),(2m+1+ n))  согласно пунктам 1  и 5.

7.

g((100− (m + 1)),n)=((100− m)− 1,(2m+1 +n))= ((100 − (m +1)),(2m+1 + n))  согласно пунктам 1  и 6.

Что и требовалось доказать.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Замечание. Чтобы догадаться до решения, можно было проделать этот эксперимент: вычислим «символически» значение функции    g  для какого-либо значения m,  близкого к 100,  например, вычислим g(98,n) :

1.

g(98,n)= (p − 1,q),
         1    1  где (p ,q)= g(g(99,n));
 1 1

2.

g(99,n)= (p − 1,q),
         2    2  где (p ,q)= g(g(100,n))=g(100,(n+ 1))= (100,(n +2));
 2 2

3.

g(99,n)= (p − 1,q)= (99,(n+2))
         2    2  следует из п. 2;

4.

(p ,q )= g(g(99,n)) =g(99,(n+ 2))
  1 1  следует из п. 1  и 3;

5.

g(99,(n+ 2))= (p3 − 1,q3),  где (p3,q3)= g(g(100,(n+ 2)))= g(100,(n+ 3))= (100,(n +4));

6.

(p1,q1)= (99,(n +4))  следует из п. 4  и 5;

7.

g(98,n)= (98,(n +4))  следует из п. 1  и 6.

Из этого эксперимента видно, что

  • g(100,n)= (100,n +1)= (100,(2100−100+ n))  — см. определение функции (предполагая, что g(100,n)=(100,n+ 1)  и  100−100
2      +n = 1+n);
  •                        100−99
g(99,n)= (99,(n +2))= (99,(2     + n))  — см. пункт 3  эксперимента;
  •                        100−98
g(98,n)= (98,(n +4))= (98,(2     + n))  — см. пункт 7  эксперимента.

Поэтому возникает предположение, что

g(m,n)= (m,(2100−m +n))

для любых m ∈ [0,...,100] и n ≥ 0,n,m ∈ℤ

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!