Lista de probleme 14

Un fermier deține o fermă de formă dreptunghiulară cu lungimea m metri și lățimea n metri. Respectând principiul rotației culturilor, fermierul și a realizat un plan pentru semănarea culturilor în noul an. Astfel ,el a desenat un dreptunghi pe care l-a împărțit în m * n celule, fiecare corespunzând unui metru pătrat, și a colorat în culori diferite zonele care corespund unor culturi diferite. O cultură poate fi semănată pe mai multe parcele. Două celule care au o latură comună aparțin aceleiași parcele dacă au aceeași culoare (sunt însămânțate cu aceeași cultură). Fermierul are posibilitatea să irige o sigură parcelă și dorește să aleagă parcela cu cea mai mare suprafață. Nefiind mulțumit de suprafața rezultată, s-a întrebat dacă ar putea schimba cultura de pe o singură celulă, astfel încât să obțină o parcelă de suprafață mai mare.

Dându-se dimensiunile fermei și pentru fiecare celulă culoarea corespunzătoare culturii semănate, determinați:

• Cerința 1: Suprafața maximă a unei parcele în planul inițial.
• Cerința 2: Numărul liniei, respectiv al coloanei celulei pe care va semăna o altă cultură și culoarea corespunzătoare noii culturi în vederea obţinerii celei mai mari parcele posibile.

Gigel este un pasionat al triunghiurilor. El colectează beţişoare de diferite lungimi şi le asamblează în diferite triunghiuri. Ieri, el avea 6 beţişoare de lungimi 5, 2, 7, 3, 12 şi 3. Din aceste bețișoare, Gigel a construit un triunghi de laturi 3, 3 şi 5, iar beţişoarele de lungimi 2, 7, 12 au rămas nefolosite pentru că aceste lungimi nu pot forma laturile unui triunghi.
Din acest motiv, Gigel s-a hotărât să facă o colecţie de beţişoare, dintre care oricum ar alege 3 elemente, acestea să nu poată forma laturile unui triunghi, proprietate pe care o vom numi în continuare proprietate anti-triunghi. Gigel, pornind de la setul iniţial de lungimi 2, 7, 12, s-a gândit la două metode de realizare a unei colecţii de 5 beţişoare cu proprietatea anti-triunghi, şi anume:
1.Păstrează cel mai scurt beţişor, cel de lungime 2, şi creează un set nou adăugând alte beţişoare de lungime mai mare sau egală cu cel iniţial. De exemplu, următoarele 5 lungimi sunt corecte: 2, 2, 12, 50, 30.
2.Păstreză toate beţişoarele, şi anume 2, 7,12, pe care le va completa cu alte beţişoare de diferite lungimi (mai scurte sau mai lungi), astfel ca proprietatea anti-triunghi să se păstreze. Următoarele 5 lungimi respectă proprietatea anti-triunghi: 2, 7, 12, 4, 1.

Cunoscând un şir de n numere naturale nenule a ₁ ,a ₂ ,…,a _n având proprietatea
anti-triunghi, şi un număr k (k>n), se cere să construiţi un şir de k numere naturale având proprietatea anti-triunghi, în conformitate cu una dintre următoarele două restricţii:
Varianta 1. Cel mai mic element este identic cu cel mai mic element din şirul iniţial.
Varianta 2. Printre cele k elemente ale şirului construit se regăsesc toate elementele şirului iniţial.

Numărul 1 poate fi scris în diverse moduri ca sumă de fracţii cu numărătorul 1 şi numitorul o putere a lui 2. De exemplu:

1 = 1/2 + 1/2 = 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/8 = 1/8 + 1/4 + 1/2 + 1/8

Două scrieri nu sunt considerate distincte dacă folosesc aceleaşi fracţii scrise în altă ordine. În exemplul de mai sus ultimele două scrieri nu sunt distincte.

Pentru N – număr natural nenul să se determine:
a) O modalitate de scriere a numărului 1 ca sumă de exact N fracţii cu numărătorul 1 şi numitorul o putere a lui 2.
b) Numărul de scrieri distincte a numărului 1 ca sumă de exact N fracţii cu numărătorul 1 şi numitorul o putere a lui 2. Deoarece acest număr poate fi foarte mare acest număr trebuie calculat modulo 100003.

Cârtițele sunt animale de dimensiuni mici care își duc traiul pe suprafețe de teren deschis, având ca dușman principal vulpea. Lângă o pădure se află o zonă agricolă în forma dreptunghiulară, împărțită în pătrățele de aceeași dimensiune. Zona agricolă este reprezentată printr-un tablou bidimensional cu M linii și N coloane, având liniile și coloanele numerotate începând cu 1. În aceasta zona agricolă trăiește o cârtiță și K vulpi.

Pentru cârtiță cunoaștem coordonatele ei (linia și coloana) pe care se găsește, la fel și pentru vulpi, care stau la pânda pentru a ataca cârtita în momentele ei de neatenție.
Pe suprafața terenului cârtita se poate deplasa din pătrățelul în care se afla doar într-unul dintre cele 4 pătrățele vecine pe direcțiile nord, sud, est sau vest.
Vulpile pot ataca instantaneu pe o raza de acțiune de lungime 0, 1 sau 2 pe orizontala și verticala, inclusiv în poziția unde se găsesc, după care tot instantaneu se întorc în pozițiile inițiale. În figura de mai jos sunt desenate pătrățele unde poate ataca o vulpe poziționață în pătrățelul cu cifra reprezentând raza de acțiune.

Pentru a micșora riscul de deplasare în zona agricolă cârtița sapă în pământ un sistem de G galerii, care leagă între ele pătrățele din zona agricola. Aceste galerii nu se intersectează sub pământ, ci doar la suprafață, trecerea dintr-o galerie în alta, care se intersectează în același pătrățel făcându-se printr-un sistem ce nu îi pune viata în pericol. Galeriile sunt indicate prin coordonatele pătrățelelor pe care le unesc. Acestea sunt săpate astfel încât, dacă pornim dintr-un capăt al unei galerii le putem parcurge pe toate. Nu exista doua galerii care sa pornească din același pătrățel și să ajungă tot în același pătrățel (galeriile sunt distincte).

Cârtița dorește sa se plimbe prin toate galeriile de sub teren trecând o singura data prin fiecare, dar pentru acest lucru trebuie sa ajungă nevătămată mergând la suprafața terenului la un pătrățel de unde să intre în sistemul de galerii.

Determinați:

1. cel mai apropiat pătrățel de poziția inițială a cârtitei prin care ea poate să intre în galerie pentru a se plimba, precum și lungimea traseului parcurs la suprafață astfel încât fiecare pătrățel de pe traseu sa nu fie atacat de nicio vulpe;
2. traseul de plimbare numai prin galerii, specificat prin coordonatele pătrățelelor care constituie capetelor acestora.