Задача
а) Есть неограниченный набор карточек со словами "abc", "bca", "cab". Из них составляют слово по такому правилу. В качестве начального слова выбирается любая карточка, а далее на каждом шаге к имеющемуся слову можно либо приклеить карточку слева или справа, либо разрезать слово в любом месте (между буквами) и вклеить карточку туда. Можно ли так составить палиндром? б) Есть неограниченный набор красных карточек со словами "abc", "bca", "cab" и синих карточек со словами "cba", "acb", "bac". Из них по тем же правилам составили палиндром. Верно ли, что было использовано одинаковое количество красных и синих карточек?
Решение
Решение 1: Будем рассматривать всевозможные пары букв, входящих в слово. Назовём пары a...b, b...c и c...a хорошими, пары a...c, c...b и b...a – плохими. а) Рассмотрим, как меняется число пар при добавлении одной карточки. Внутри этой карточки есть две хорошие и одна плохая пары. Поскольку вставляются три разных буквы "в одно место", то с каждой из имевшихся уже букв они образуют три новые пары: нейтральную, хорошую и плохую. Отсюда ясно, что число хороших пар всегда больше числа плохих. А в палиндроме их должно быть поровну из-за симметрии слова. б) Как показано в а), каждая красная карточка увеличивает разность между числом хороших и плохих пар на единицу, а каждая синяя – уменьшает на единицу. Поскольку в палиндроме число хороших пар равно числу плохих, то и число красных карточек равно числу синих.
Решение 2: Рассмотрим на плоскости треугольную решётку из равных треугольников, раскрасим её в шахматном порядке, и выберем на ней стартовый узел O. Сопоставим буквам a, b, c сдвиг на единичные векторы в трёх направлениях (см. рис.) и будем рассматривать слово как описание пути, начинающегося в точке O. При этом любая из троек abc, bca, cab добавляет в путь обход вокруг тёмного треугольника, а из троек acb, cba, bac – вокруг светлого. Путь по-прежнему остаётся замкнутым, хотя некоторые рёбра, возможно, проходятся несколько раз. Если замкнутый путь оказался палиндромом, то первое и последнее ребро совпадают по направлению, но одно начинается в O, а другое в O заканчивается. Значит, соответствующие отрезки центрально симметричны относительно O. Точно так же центрально симметричны второй и предпоследний отрезки пути, и т. д. Так и весь путь оказывается центрально симметричным.

Ответ
а) Нельзя; б) верно.
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь