Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела закл (финал) 10 класс
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#129649

Дано нечётное число n ≥3.  В клетчатом квадрате 2n× 2n  закрашивают 2(n − 1)2  клеток. Какое наибольшее количество трёхклеточных уголков можно гарантированно вырезать из незакрашенной клетчатой фигуры?

Источники: ВСОШ, ЗЭ, 2024, 10.2 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Представьте, что мы хотим гарантированно найти много уголков. Как можно разбить большой квадрат 2n×2n на более мелкие области, чтобы каждый возможный уголок целиком лежал в одной такой области?

Подсказка 2

Предположим, мы разбили квадрат на n² квадратиков 2×2. Сколько клеток в одном таком квадратике? Сколько из них нужно оставить незакрашенными, чтобы гарантированно можно было вырезать один уголок? Похоже на принцип Дирихле.

Подсказка 3

Допустим, для нечётного размера m мы уже знаем, как построить пример с 2(m−1)² закрашенными клетками, позволяющий вырезать 2m−1 уголков. Можно "вставить" этот меньший квадрат внутрь 2(m+2)×2(m+2) и получить пример для m+2? Какая часть большого квадрата останется "непокрытой" этим меньшим квадратом?

Подсказка 4

В этой рамке ширины 2 нам нужно закрасить дополнительные клетки. Сколько всего клеток нам нужно закрасить в большом квадрате? Сколько уже "запланировано" закрасить во внутреннем квадрате? Сколько клеток нужно закрасить в рамке? Как можно закрасить эти клетки в рамке так, чтобы они "мешали" вырезать уголки только минимальное необходимое количество?

Подсказка 5

Для покраски рамки остаётся 2((m+1)² − (m−1)²) = 8m, такой же длины периметр квадрата 2m×2m. Что, если закрасить клетки, граничащие с "вставленным" квадратом?

Показать ответ и решение

Оценка. Разобьём квадрат 2n ×2n  на n2  квадратиков 2× 2.

Среди этих квадратиков не более

2(n− 1)2       2
---2---= (n− 1)

квадратиков, в которых покрашено хотя бы 2 клетки.
Остальных квадратиков 2× 2  — не менее

n2− (n − 1)2 = 2n− 1.

Из каждого из них можно вырезать трёхклеточный уголок.

Пример. Построим пример индукцией по нечётным n ≥ 1.  При n= 1  закрашенных клеток нет, и можно вырезать один уголок.

Для перехода выделим в квадрате внешнюю «рамку» шириной в две клетки. В этой рамке закрасим все 8(n − 2)  клетки, примыкающие к внутренней границе рамки (см. рис.), а в квадрате внутри рамки закрасим клетки по предположению индукции. Общее количество закрашенных клеток равно

2(n− 3)2 +8(n− 2) =2(n− 1)2.

PIC

Осталось понять, сколько уголков можно вырезать в этом примере. Любой уголок из непокрашенных клеток целиком лежит либо в рамке, либо во внутреннем квадрате, таких по предположению

2(n− 2)− 1 =2n − 5.

Из рамки же нельзя вырезать более 4  уголков — каждый такой уголок должен содержать хотя бы 2  клетки одного из угловых квадратов 2 ×2,  а двух уголков, пересекающихся с одним квадратом, вырезать нельзя. Значит, общее количество уголков не больше

(2n− 5)+4 =2n − 1.
Ответ:

 2n− 1

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!