Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 26. 11. 2008 22:37

mind8
Zelenáč
Příspěvky: 2
Reputace:   
 

Kombinatorika a teorie grafů

Ahoj, potřeboval bych poradit s těmito dvěma úkoly, které mám zadány jako referát.
Budu rád za alespon malou nápovědu, ještě radši za řešení. :-)

Kombinatorika
Na stole leží n*n koláčků uspořádaných do pravidelné sítě (n řad po n koláčcích), kde n≥2. Koláček v levém horním rohu je otrávený. Dva hráči střídavě jedí koláčky a ten, který sní otrávený koláček, prohrál. V každém tahu vezme hráč některý koláček a sní jej společně se všemi koláčky, které se nachází napravo a dolů od vybraného koláčku. Kdyby například vybral koláček v páté řadě a čtvrtém sloupci, tak sní celkem (n-4)(n-3) koláčků. Ukažte, že hra není spravedlivá a první hráč může vždy vyhrát.

Teorie grafů
V jedné ostrovní zemi mají celé území rozdělené na čtyři sta dvacet jedna usedlostí tak, že všechny hranice každé usedlosti jsou silnice a jiné silnice v této zemi nejsou. Je známo, že na ostrově nejsou mosty a pouze tři křižovatky, kde se potkává pět silnic, a všechny ostatní křižovatky jsou tvaru X nebo T. Dále víme, že křižovatek ve tvaru T je o sto jedenáct více než tvaru X a že podél celého pobřeží vedou cesty. Kolik je v této ostrovní zemi silnic?

Děkuji za příspěvky

Offline

 

#2 27. 11. 2008 01:16

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

1) V prvním tahu sebere první hráč koláček ve druhé řadě a druhém sloupci, pak používá vhodné zrcadlení tahů protivníka.

2) Eulerova věta nám říká, že F-E+V=1, kde F je počet usedlostí, E silnic a V křižovatek. Počet křižovatek ve tvaru X označme X. Celkový počet křižovatek je V=2X+114. Celkový počet míst, kde cesta ústí do křižovatky je 3*5+4*X+3*(X+111),  což se musí rovnat 2E(každá cesta ústí do křižovatky na dvou místech). Hodnotu F známe, E a V vyjádříme pomocí X a dosadíme do Eulerovy věty.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#3 27. 11. 2008 09:42

Spasitel
Zelenáč
Příspěvky: 4
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

Zdravím,

taky řeším tento problém a měl bych dotaz k řešení prvního příkladu od Kondra. Když teda jako první sebere hráč 1 koláček v druhém řádku a sloupci, tak potom už se tedy zůstane jenom celý první řádek a první sloupec koláčků. Pak už se tedy mohou jenom střídat a to už potom neovlivňuje hráč 1, jaký koláčekzůstane, ale je to přeci ovlivněno velikostí n. Možná jenom toto řešení dobře nechápu, ale nedá se případně nějak matematicky dokázat?

Děkuji

Offline

 

#4 27. 11. 2008 10:01

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

↑ Spasitel:Ano, zůstane jen první řádek a sloupec. Ale každý hráč z nich může odebrat víc jak jeden koláček, čímž závisost na n zmizí. Nechtěl jsem psát kompletní řešení, tak jsem schválně napověděl je "vhodné zrcadlení". Ale když rozmyslíme, podle čeho je úloha souměrná, snadno to zrcadlení najdeme a matematický důkaz korektnosti -- tj. že tah odpovídající strategii mohu uděat a že strategie opravdu vyhraje -- taky není těžký (použije se v něm ta souměrnost).


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#5 29. 11. 2008 14:57

x.soldier
Zelenáč
Příspěvky: 10
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

ten druhy priklad by chtelo aby byl resen primo pomoci grafu... ma nekdo nejaky napad?


x.soldier

Offline

 

#6 30. 11. 2008 16:45

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

↑ x.soldier:Co tohle: Eulerova věta nám říká, že F-E+V=1, kde F je počet usedlostí, E silnic a V křižovatek. Počet křižovatek ve tvaru X označme X. Celkový počet křižovatek je V=2X+114. Celkový počet míst, kde cesta ústí do křižovatky je 3*5+4*X+3*(X+111),  což se musí rovnat 2E(každá cesta ústí do křižovatky na dvou místech). Hodnotu F známe, E a V vyjádříme pomocí X a dosadíme do Eulerovy věty.

Tak dobře, pokud ti jde o to, že se tu nevyskytuje slovo "graf": Uvažujme graf, v němž vrchly odpovídají křižovatkám, hrany silnicím a plochy ohraničené ze všech stran hranami usedlostem. Počet hran, vrcholů a ploch označme standardně E,V a F. Eulerova věta nám ... (dále nahraď křižovatky slovem "vrchol" atd.) Místo "Celkový počet míst, kde cesta ústí do křižovatky" napiš "součet stupňů vrcholů".


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#7 30. 11. 2008 17:31

x.soldier
Zelenáč
Příspěvky: 10
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

dobrá díky moc! Zkusím to zpracovat a donesu to profesorovi co mi na to rekne... kazdopadne fakt diky za radu! Vazim si toho


x.soldier

Offline

 

#8 30. 11. 2008 18:17

Spasitel
Zelenáč
Příspěvky: 4
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

Ještě teda jeden dotaz k té eulerově větě. Na wikipedii jsem našel, že její vzorec je v − h + s = 2 (link). Slyším o ní poprvé, tak nevím, jestli vzorec s dvojkou není na něco jiného, tak bych se na to rád zeptal pro jistotu...

Offline

 

#9 30. 11. 2008 19:47

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

↑ Spasitel:Záleží taky na tom, na čem grafy kreslíme (http://en.wikipedia.org/wiki/Euler_characteristic). Pokud na kouli, pak tam je 2, pokud v rovině, pak 1. Co to znamená pro náš příklad: Pokud bychom se ptali, na kolik oblastí se rozpadne ostrov, tak započítáme i pruh země mezi vnějšímí silnicemi a pobřežím ostrova. Ten se z hlediska koule počítá za oblast (vně silniční sítě leží jen konečná část zeměkoule), z hlediska roviny to oblast není (je to nekonečná část roviny). My ho jako oblast počítat nechceme a tak zvolíme druhý pohled.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#10 03. 12. 2008 19:38

x.soldier
Zelenáč
Příspěvky: 10
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

zdravím, není mi pár věcí jasných:

nevím proč tam máš V=2X+114.  Proč 114?

a taky nevím, jak chceš vyjádřit E a V pomocí X... nějak mi to nejde. Můžes mi prosím poradit jak jsi to myslel? Díky


x.soldier

Offline

 

#11 03. 12. 2008 22:00

Padawancs
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

x.soldier napsal(a):

zdravím, není mi pár věcí jasných:

nevím proč tam máš V=2X+114.  Proč 114?

a taky nevím, jak chceš vyjádřit E a V pomocí X... nějak mi to nejde. Můžes mi prosím poradit jak jsi to myslel? Díky

Padawancs napsal(a):

No tak ja odbornik na matiku nejsem ale odhaduji že v jsou křižovatky.A že mame 3 druhy.Jako 3 križovatky o teh pěti cestach pak typu T a tech je x +111 a nakonec krizovatky typu x a tech je x.Když dam dohromady prvni dvě tak mam x+ 114 a když přidam tu třeti tak mam 2x+114.Mám pravdu ?

Offline

 

#12 03. 12. 2008 22:04 — Editoval Padawancs (03. 12. 2008 22:19)

Padawancs
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

chtěl bych se ujistit že te vzorec je dobře ja ho totiž taky našel všude jen roven 2. a nebo jeste toto http://encyklopedie.divoch.info/cs/Rovi … AFv_vzorec
a pokud se to ma opravdu timto vzorcem počitat tak jak jsi došel na ten vzorec ze stěnama myslim (3*5+4*x+3*(x+111))=2E
(už asi vim to 3*5 znamena že je tam 5 cest a křižovatky jsou tři.Tak proto mam pravdu??? )

diky za odpoved

Offline

 

#13 04. 12. 2008 09:57

Spasitel
Zelenáč
Příspěvky: 4
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

To vyjádření X je jednoduché. Jenom dosadíte ty rovnice s X do té eulerovy věty, tudíž vám zůstane jediná neznámá X... Tu spočítáte a pak dosadíte do té rovnice, kterou potřebujete podle zadání, tedy té na cesty... Tak jsem to dělal já, snad to je dobře...

Offline

 

#14 04. 12. 2008 11:11 — Editoval Padawancs (04. 12. 2008 11:13)

Padawancs
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

Sorač že tu zase pišu, ale jen jsem chtel řict že už jsem to pochopil proč je ten vzorec taky jaky si napsal (v-e+s=1) 
Dikas moc Kondr!!!

Offline

 

#15 04. 12. 2008 12:17

x.soldier
Zelenáč
Příspěvky: 10
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

vyslo nekomu v druhem priklade 1014 silnic?


x.soldier

Offline

 

#16 04. 12. 2008 13:06

mind8
Zelenáč
Příspěvky: 2
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

Vyšlo mi to stejně...1014.

Offline

 

#17 04. 12. 2008 15:34

x.soldier
Zelenáč
Příspěvky: 10
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

uvazuju jestli jeste neni nejaky hacek v te ceste co je u pobrezi.... jestli vysledek nema byt 1015 nebo 1013... hmm?


x.soldier

Offline

 

#18 04. 12. 2008 16:47

Padawancs
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

jen potvrzuji 1014!Dnes jsem byl u kovaře ten řikal že samo vzorec dobre dival se na křižovatky (ty jsem mel blbe pač jsem se prepsal s 333 jsem udelal 33 ale jinak řikal že když to dopočitam tak by to melo byt ok )

Offline

 

#19 04. 12. 2008 16:48

Padawancs
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

↑ x.soldier:
Jaky haček maš na mysli ? podle me 1014 je konečny vysledek

Offline

 

#20 05. 12. 2008 14:48

x.soldier
Zelenáč
Příspěvky: 10
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

dobrá, pokud to rikal Kovar, tak by to melo byt dobre... Ostatne, odevzdava se to jemu...


x.soldier

Offline

 

#21 05. 12. 2008 18:10

Padawancs
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

no a jak jste zduvodnili ten prvni příklad?

Offline

 

#22 06. 12. 2008 11:25

x.soldier
Zelenáč
Příspěvky: 10
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

no musis ukazat, ze pokud prvni hrac je chytry a na zacatku provede chytry tah, muze potom vhodnym zrcadlenim souperovych tahu vzdy nechat na soupere posledni otraveny kolacek. Nakresli si to treba pro n=5... a zacni snedenim 16ti kolacku... pak uz to snad pochopis jak ma hra VZDY pokracovat a VZDY zacinat


x.soldier

Offline

 

#23 06. 12. 2008 11:26

Padawancs
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

↑ x.soldier:
Jasne to chapu, ale viš ja na tomto bude nejduležitějši to spravně zdůvodnit! Pač to bude kováře nejvic zajimat

Offline

 

#24 06. 12. 2008 13:55

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

Pokud jde o formalizaci toho prvního příkladu: nejprve je potřeba strategii popsat a pak dokázat, proč funguje.

Po prvním tahu jde situaci popsat dvojicí čísel (a,b), kde a je počet koláčků v prvním sloupci a b počet koláčků  prvním řádku. Nyní indukcí dokážeme, že po tahu prvního hráče jsou vždy obě složky stejné, po tahu druhého hráče obě různé nebo obě nulové.

Po prvním tahu prvního hráče jsou obě složky rovny n. Druhý hráč buď sní všechny zbylé koláčky a obě složky budou nulové, nebo sníží pouze jednu. Bázový krok indukce funguje.

Předpokládejme, že po k-tém tahu druhého hráče byly dle indukčního předpokladu složky a,b různé. První hráč pak zahraje tah podle své strategie, takže obě složky srovná na hodnotu menší z nic. Druhý hráč pak buď sní všechny zbylé koláčky a obě složky budou nulové, nebo sníží pouze jednu a složky budou různé.

Tím je důkaz pomocného tvrzení hotov.

Z předchozího tvrzení je zřejmé, že první hráč může svůj tah udělat vždy, druhý pouze pokud nezačíná ve stavu (1,1). Protože v každém tahu ubude alespoň jeden koláček, hra musí skončit prohrou některého hráče. Tím bude druhý hráč.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#25 07. 12. 2008 10:58 — Editoval amissus (07. 12. 2008 11:06)

amissus
Zelenáč
Příspěvky: 3
Reputace:   
 

Re: Kombinatorika a teorie grafů

Dobrý den,
děkuji za konstruktivní příspěvky k řešení příkladů.

Mám ještě jeden dotaz, stále si nemohu nějak odůvodnit to, proč eulerova charakteristika v daném příkladu je = 1. Jasně, je to dole v tabulce, ale rád bych tomu porozuměl. Uvažoval jsem i nad Kondrovým příspěvkem, že na kouli půjde o dvě oblasti, ostrovní část a zbytek plochy koule, čili = 2, na ploše by šlo jen o ostrovní oblast a plochu táhnoucí se do nekonečna, takže = 1, ale nejsem si jist.
Mohl by někdo ještě zkusit odůvodnit pravou stranu rovnice a co vlatně ono chí znamená?

Děkuji.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson