achovnice XXIV. ro ník BRKOS 2017/2018 e²ení 5. série

Podobné dokumenty
Skalární sou in. Úvod. Denice skalárního sou inu

Vektory. Vektorové veli iny

P íklady k prvnímu testu - Pravd podobnost

Binární operace. Úvod. Pomocný text

Jevy, nezávislost, Bayesova v ta

Reálná ísla a posloupnosti Jan Malý

Limity funkcí v nevlastních bodech. Obsah

Integrování jako opak derivování

e²ení 5. série Binární kódy autor: Vlá a

e²ení 1. série Úvodní gulá² autor: Kolektiv org

e²ení systém lineárních rovnic pomocí s ítací, dosazovací a srovnávací metody

Po etní geometrie. Výpo et délky p epony: c 2 = a 2 + b 2 Výpo et délky odv sny: a 2 = c 2 b 2, b 2 = c 2 a 2

2. Ur íme sudost/lichost funkce a pr se íky s osami. 6. Na záv r na rtneme graf vy²et ované funkce. 8x. x 2 +4

Pravd podobnost a statistika - cvi ení. Simona Domesová místnost: RA310 (budova CPIT) web:

e²ení 4. série Binární operace

Vzorové e²ení 4. série

1. Spo t te limity (m ºete pouºívat l'hospitalovo pravidlo) x cotg x 1. c) lim. g) lim e x 1. cos(x) =

1. (18 bod ) Náhodná veli ina X je po et rub p i 400 nezávislých hodech mincí. a) Pomocí ƒeby²evovy nerovnosti odhadn te pravd podobnost

T i hlavní v ty pravd podobnosti

Státní maturita 2010 Maturitní generálka 2010 Matematika: didaktický test - základní úrove obtíºnosti MAGZD10C0T01 e²ené p íklady

Teorie her. Klasikace. Pomocný text

Pr b h funkce I. Obsah. Maxima a minima funkce

Derivování sloºené funkce

Rovnice a nerovnice. Posloupnosti.

Zobrazení v rovině je předpis, který každému bodu X roviny připisuje právě jeden bod X roviny. Bod X se nazývá vzor, bod X se nazývá obraz.

e²ení 1. série Úvodní gulá²

Co je to tensor... Vektorový prostor

6. Matice. Algebraické vlastnosti

Text m ºe být postupn upravován a dopl ován. Datum poslední úpravy najdete u odkazu na staºení souboru. Veronika Sobotíková

P íklad 1 (Náhodná veli ina)

Post ehy a materiály k výuce celku Funkce

Řešení: Dejme tomu, že pan Alois to vezme popořadě od jara do zimy. Pro výběr fotky z jara má Alois dvanáct možností. Tady není co počítat.

Text m ºe být postupn upravován a dopl ován. Datum poslední úpravy najdete u odkazu na staºení souboru. Veronika Sobotíková

1.2.5 Reálná čísla I. Předpoklady:

TROJÚHELNÍK. JAN MALÝ UK v Praze a UJEP v Ústí n. L. sin α = b a.

ízení Tvorba kritéria 2. prosince 2014

Zápo tová písemná práce. 1 z p edm tu 01MAB3 varianta A

Kuželosečky a kvadriky ve škole i kolem

( x ) 2 ( ) Další úlohy s kvadratickými funkcemi. Předpoklady: 2501, 2502

Konstruk ní geometrie

a m1 a m2 a mn zobrazení. Operaci násobení u matic budeme definovat jiným způsobem.

Základní pojmy teorie mnoºin.

e²ení 5. série Polynomy

ZÁPISKY Z ANALYTICKÉ GEOMETRIE 1 SOUŘADNICE, BODY

Vektor náhodných veli in - práce s více prom nnými

Matice a e²ení soustav lineárních rovnic

ČÁST PÁTÁ POZEMKY V KATASTRU NEMOVITOSTÍ

Úvod do kombinatorické teorie her

Lineární algebra pro fyziky. Zápisky z p edná²ek. Dalibor míd

c sin Příklad 2 : v trojúhelníku ABC platí : a = 11,6 dm, c = 9 dm, α = Vypočtěte stranu b a zbývající úhly.

na za átku se denuje náhodná veli ina

VYBRANÉ APLIKACE RIEMANNOVA INTEGRÁLU I. OBSAH A DÉLKA. (f(x) g(x)) dx.

(a + b)(a b) 0 mod N.

Státní maturita 2010 Maturitní generálka 2010 Matematika: didaktický test - vy²²í úrove obtíºnosti MAGVD10C0T01 e²ené p íklady

Fyzikální praktikum 3

Dolní odhad síly pro ztrátu stability obecného prutu

3. Polynomy Verze 338.

4. cvičení: Pole kruhové, rovinné, Tělesa editace těles (sjednocení, rozdíl, ), tvorba složených objektů

11 Soustavy rovnic a nerovnic, Determinanty a Matice

Ergodické Markovské et zce

Statistika pro geografy. Rozd lení etností DEPARTMENT OF GEOGRAPHY

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Reálná čísla

Základní praktikum laserové techniky

Státnice - Rekurzivní a rekurzivn spo etné mnoºiny

Teorie kategorií. Libor B hounek Verze ke dni 12. b ezna 2013.

1 Data. 2 Výsledky m ení velikostí. Statistika velikostí výtrus. Roman Ma ák

Matematická analýza KMA/MA2I 3. p edná²ka Primitivní funkce

Obsah. Pouºité zna ení 1

Jméno: P íjmení: Datum: 17. ledna 2018 Nechci zápo et p i hodnocení niº²ím neº (nezávazné): vadí mi vystavení mého hodnocení na internetu.

7 Algebraické a nealgebraické rovnice a nerovnice v C. Numerické e²ení rovnic

nazvu obecnou PDR pro neznámou funkci

Matematický model kamery v afinním prostoru

Matematická logika cvi ení 47

10 je 0,1; nebo taky, že 256

odvodit vzorec pro integraci per partes integrovat sou in dvou funkcí pouºitím metody per partes Obsah 2. Odvození vzorce pro integraci per partes

e²ení 3. série Kombinatorická geometrie

Výsledky osvětové kampaně Bezpečnost za volantem péče o zrak

Relace. Základní pojmy.

Základní praktikum laserové techniky

m = V = Sv t P i tomto pohybu rozpohybuje i tekutinu, kterou má v cest. Hmotnost této tekutiny je nepochybn

Město Mariánské Lázně

Pokud se vám tyto otázky zdají jednoduché a nemáte problém je správně zodpovědět, budete mít velkou šanci v této hře zvítězit.

MATEMATIKA I VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ JIŘÍ NOVOTNÝ ZÁKLADY LINEÁRNÍ ALGEBRY

Algoritmizace a programování

e²ení 3. série Hrátky s t lesy

Matematický KLOKAN kategorie Benjamín

I. VRSTEVNICE FUNKCE, OTEV ENÉ A UZAV ENÉ MNOšINY

pracovní list studenta

Uºivatelská p íru ka Octopus

Aplikovaná matematika 1

ROZCVIČKY. (v nižší verzi může být posunuta grafika a špatně funkční některé odkazy).

PUBLICITA v OP VK. Seminář pro příjemce v rámci globálních grantů Olomouckého kraje. Olomouc, 20. a 21. dubna 2009

Orientační průvodce mateřstvím a rodičovstvím v zadávacích dokumentacích poskytovatele

na sále Kulturního domu v Rudolticích dne 7. října 2013

Kočí, R.: Účelové pozemní komunikace a jejich právní ochrana Leges Praha, 2011

Ovoce do škol Příručka pro žadatele

Novinky verzí SKLADNÍK 4.24 a 4.25

HLAVA III PODROBNOSTI O VEDENÍ ÚST EDNÍHO SEZNAMU OCHRANY P ÍRODY

Slovní úlohy vedoucí na lineární rovnice I

Autodesk Inventor 8 vysunutí

Transkript:

e²ení 5. série achovnice Úloha 5.1. Byla zima a nad ²achovnicí se za ínalo stmívat. Na v ºi se tvo ily rampouchy a král s královnou uº vymý²leli strategii pro dal²í den. emík zarºál, coº královi vnuklo otázku: Kolik nejmén barev je pot eba na obarvení ²achovnice 8 8 tak, aby se král nikdy neposunul z pole na pole o stejné barv (tj. aby pole sousedící hranou nebo rohem m la jinou barvu)? e²ení. Najprv ukáºeme, ºe menej ako ²tyrmi farbami ²achovnicu ofarbi nevieme. V ubovo nom ²tvorci polí ok 2 2 musia by v²etky ²tyri polí ka inej farby. Pokia by eistovali dve polí ka rovnakej farby, majú spolo ný roh (alebo dokonca hranu), takºe gurka krá a môºe prejs z jedného polí ka na druhé. Preto potrebujeme aspo ²tyri farby. Potom ak A, B, C, D sú rôzne farby, ²achovnicu 8 8 ofarbíme nasledovne: Zjavne, kaºdé dve polí ka so spolo ným rohom majú rôznu farbu. Úloha 5.2. Ale Karle, poznamenala královna, jsi nachlazený a nem ºe² si skákat po ²achovnici. Co kdybychom se zamysleli spí²e nad tím, kte í zobecn ní kon nás mohou dostat po n kolika skocích na libovolné pole na sv t. Normální k 2 1 ská e dva dop edu a jeden stranou. Zobecn ní kon n 1 ská í o n dop edu a o jeden stranou. Nalezn te tedy v²echna taková n, pro která se mohou zobecn ní kon n 1 dostat na libovolné pole nekone né ²achovnice. e²ení. Pokud je n liché, ud lá k p i kaºdém skoku sudý po et (n + 1) p esun na sousední pole. Vºdycky proto dosko í na pole stejné barvy (v klasickém obarvení ²achovnice), takºe se k nedostane na pole jiné barvy. Pokud je n sudé, m ºe k sko it ze sou adnice [0, 0] na sou adnici [n, 1]. Poté sko í n 2 krát o ( 1, n) a n 2 krát o ( 1, n). Skon í tedy na poli [n + n ( 1), 1 + n 2 (n) + n 2 ( n)] = [0, 1]. Analogicky se m ºeme dostat na pole [0, 1], [1, 0] a [ 1, 0]. Kdyº se dostaneme na tato pole, jejich kombinacemi pak pokryjeme libovolné pole ²achovnice.

Zde je p íklad pro n = 4: K tedy dokáºe p eskákat kamkoli práv pro sudá n. Úloha 5.3. Libu²ko, to jsme uº e²ili mnohokrát. Nového kon ti koupím, aº vyhrajeme n jakou válku. Královská pokladnice je te prázdná., povzdechnul si král a rozhlédl se po poli. Ale koukej, protoºe t mám rád, nakreslil jsem ti na na²i krásnou ²achovnici 9 9 erno-bílé srdí ko: A mám pro tebe úkol! M ºe² prohazovat ádky, prohazovat sloupce, vzít kopii jednoho ádku a p iloºit ho na sousední, takºe vznikne polí ko po polí ku kombinace ( erná a erná bílá, erná a bílá erná, bílá a bílá bílá) a to stejné se sloupe ky. Na které z t chto 3 symbol dokáºe² takto srdí ko p ekreslit? a ukázal jí tyto varianty: e²ení. Úvodní pozorování: V²echny operace jsou invertibilní. To znamená, ºe a ud láme cokoliv, eistuje posloupnost operací, která vrátí obrázek do p vodního stavu. Dále vhodnou kompozicí operací umíme docílit toho, ºe umíme p iloºit jakýkoliv ádek/sloupec k jinému ádku/sloupci (nejprve prohodíme ádek/sloupec tak, ºe bude sousedit s ádkem/sloupcem, který chceme p ikládat, p iloºíme, a prohodíme zp t). Pokud budeme mít zaji²t no, ºe dva obrázky na sebe lze p evést, nalezení p íslu²ného p evedení je potom banalita. Ukáºeme tedy obecn, kdy to jde a kdy ne. K tomu pouºijeme invariant délka generující diagonály.

Diagonála je obrázek tvaru: a její délka je po et erných tvere k. Je vid t, ºe uvedenými pravidly se nám nepoda í p evést na sebe diagonály r zných délek. K e²ení úlohy si nyní sta í uv domit, ºe ze symbol lze vyrobit diagonály délek: 4, 3, 5, 4. S p ipomenutím toho, ºe operace jsou invertibilní, je nyní jasné, ºe lze vyrobit pouze piky. Úloha 5.4. Libu²ka se zamyslela, ale brzy se vrátila k p vodnímu tématu. To je od tebe milé, Karle, ale moºnost vyhrát válku bude² mít velmi brzy zrovna v era jsem vyhlásila válku sousednímu království. A krom toho, ty peníze z královské pokladnice v bec nep i²ly na zmar. Koupila jsem nový kanon KX UltraSmart 3000, který se po ²achovnici dokáºe pohybovat o jedno pole nahoru, dolu, doprava i doleva. Jenom jedno mi te vrtá hlavou. ekli mi, ºe pokud eistuje cesta kanonem na ²achovnici 8 8 taková, ºe nav²tíví kaºdé polí ko práv jednou (krom prvního, na které se nakonec vrátí) a ºe kanon ud lá stejný po et horizontálních (doprava a doleva) a vertikálních (nahoru a dolu) pohyb, pak dostanu je²t jeden kanon zcela zdarma. Mám na n j nárok? e²ení. Libovolná uzav ená cesta musí fungovat tak, ºe pokud opustí hranici ²achovnice, pak se na ni vrátí hned na vedlej²ím hrani ním polí ku. Jinak by totiº tato cesta zabránila pokrytí polí ka jak si lze snadno rozmyslet z obrázku ( erven ozna eno polí ko, jenº by nebylo moºné projít). V²echny uzav ené cesty tak m ºeme vystav t od hranice. Za neme tedy s uzav enou cestou po okraji (ta tedy nevjede do vnit ního 6 6 tverce). Nyní vystavíme jednu ást cesty která opou²tí hranici na jednom polí ku a vrací se na sousedním. Cestu budeme stav t tak, ºe vybereme 2 sousední polí ka vedle kterých vede uº aktuáln vystav ná ást cesty (tedy máme 2 polí ka kde z jednoho do druhého vede ást cesty a vedle nich 2 polí ka, kterými zatím ºádná cesta nevede). Pak m ºeme stávající cestu roz²í it na tato 2 polí ka výhybkou, kterou zazna íme dominem na tato 2 nová polí ka.

Pro lep²í ilustraci zde máme obrázek se zazna enými dominy pro jeden takový úsek cesty: Nyní tedy celou uzav enou cestu máme representovanou pokrytím dominy vnit ního 6 6 tverce. Zárove si uv domme, ºe p idáním horizontálního domina jsme ubrali jeden horizontální pohyb (mezi p vodními tverci) a nahradili ho 2 vertikálními pohyby a jedním horizontálním. Za ali jsme p itom s cestou na hranici, která má 14 horizontálních a 14 vertikálních pohyb. Pokud by tedy eistovala cesta, která spl uje zadání, pak by muselo eistovat dláºd ní tverce 6 6 dominy se stejným po tem horizontálních a vertikálních domin. To je ale spor s úlohou z pomocného tetu. Zjistili jsme tedy, ºe Libu²ka na dal²í kanón nárok nemá, nebo taková cesta kanonem neeistuje (coº nás v bec nep ekvapuje, nebo reklamní kampan mají v t²inou n jaký há ek). Úloha 5.A. Nad ²achovnicí létali ptá ci a tryská e, které d laly v oblacích p ímky a úse ky. Vypadalo to asi takto: Úse ka AB, AB = 1 a dv kolmice na tuto úse ku a, b, A a, B b. Bodem A (B) vedly p ímky p (q) tak, ºe p byla kolmá na q a ob byly r znob ºné s a, b. Ozna me P pr se ík p,b a Q pr se ík q,a. Dokaºte, ºe AQ BP = 1. e²ení. e²ení Vítka Jelínka: Ozna me C pr se ík p ímek AP a BQ a α velikost úhlu AQC. Pak z dopo tu velikostí úhl v trojúhelníku AQC dostáváme, ºe QAC = 90 α a jelikoº QAB je pravý, tak P AB = α. Tím pádem trojúhelníky QAB a ABP jsou podobné podle v ty uu (oba mají jeden pravý úhel a jeden úhel velikosti α). Z toho plyne: coº jsme cht li ukázat. AQ AB = AB BP AQ BP = AB 2 = 1 2 = 1, Úloha 5.B. Jeden z ptá k si zpíval: Pí pí, znám v²echna reálná ísla c taková, ºe pro libovolné kladné reálné platí 2 +3 > c. Nalezn te nejv t²í takové c. 2 +2

e²ení. Jelikoº ve funkci f : R R s p edpisem f() = 2 +3 jsou pouze ve druhé 2 +2 mocnin, tipneme si, ºe jediné minimum funkce f bude pro = 0, p i emº f(0) = 3 2 2. Samoz ejm tvrzení, ºe f(0) je minimum funkce musíme dokázat. V tomto mají výhodu ti, kte í um jí (správn ) derivovat, ale ²lo to i jinými, pom rn jednoduchými zp soby. Takový základní zp sob je, ºe ukáºeme, ºe pro v²echna ostatní (tedy r zná od 0) platí f() > f(0). f() > f(0) 2 +3 > 3 2 2 +2 2 / 2 2 + 2 > 0 (1) 2 ( 2 + 3) > 3 2 + 2 /() 2 (2) 2( 2 + 3) 2 > 9( 2 + 2) 2( 4 + 6 2 + 9) 9( 2 + 2) > 0 2 4 + 12 2 + 18 9 2 18 > 0 2 4 + 3 2 > 0 (2 2 + 3) 2 > 0 Z ejm 2 2 + 3 > 0. Taky víme, ºe 2 0, p i emº rovnost nastává pouze p i = 0. Tedy pro 0 platí (2 2 + 3) 2 > 0. Musíme zd raznit, ºe rovnici (1) násobíme kladným íslem nezávisle na. Stejn tak musíme zd raznit, ºe rovnice (2) má ob strany v t²í neº 0. Díky t mto omezením jsou v²echny úpravy ekvivalentní. Tedy jsme dokázali, ºe f() > f(0) pro v²echna R \ {0} Potom jelikoº funkce f je spojitá a f(0) je jediné minimum této funkce, tak f(0) je nejv t²í takové íslo, které je men²í neº kterékoliv íslo z { 2 +3 2 +2, R+ }. A tedy hledané íslo je c = 3 2 2. Úloha 5.C. Mezitím v tryská i m l jeden pán reálné polynomy. Polynom P () stupn n s n r znými reálnými ko eny. Pomozte pánovi najít v²echny rostoucí polynomy R() stupn nejvý²e n 1 spl ující R(P () + ) = P (R()) + R(). e²ení. Uvaºme mnoºinu M v²ech ko en P. Pak pro libovolné k M dostaneme dosazením do rovnosti: R(P (k) + k) = P (R(k)) + R(k) R(k) = P (R(k)) + R(k) P (R(k)) = 0 Tedy R(k) je ko en P. Nyní ukáºeme dokonce, ºe R(k) = k. Z monotonie R vyplývá p edev²ím, ºe R() je prosté. Díky tomu pro k 1 k 2 M platí R(k 1 ) R(k 2 ). R tedy funguje na M jako permutace. Z monotonie R na R ov²em vyplývá monotonie R na M. Jediná monotonní permutace je v²ak identita, tedy k M, R(k) = k. Nyní vyuºijeme základní v tu algebry, podle které je polynom stupn nejvý²e n 1 jednozna n zadán hodnotami v n bodech. Zjevn R() = spl uje, a je to tedy jediné e²ení.