Условие
Доминошки. Требуется клетчатую доску (см. рис.) разрезать по линиям сетки на прямоугольники . Сколькими способами это можно сделать? (Два способа разрезания считаются различными, если у них не все линии разрезов одинаковые).
О задаче
Исследуй задачу
Самостоятельное исследованиеРазрежь на доминошки
Пробуй свои варианты. Разбор останется закрытым.
Предскажи и попробуй
Разрежь на доминошки
Клади доминошки на доску. Модель скажет, если разрезание уже нельзя закончить. Найди клетки, у которых нет выбора, а потом включи счётчик способов.
Без JavaScript модель не работает. Перерисуй доску и попробуй разрезать её карандашом, начиная с углов.
На олимпиаде здесь нужен только ответ. Попробуй в модели «Разрежь на доминошки»: найди клетки, у которых нет выбора. Сначала предскажи, сколько всего способов, а счётчик включи потом.
Записать идеюЕсть запись
Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.
Черновик не сохраняется: текст только в этой вкладке.
Черновик изменён в другой вкладке. Твой текущий текст пока сохранён здесь, автоматическая запись остановлена.
Подсказка 1
Доска — два угловых квадрата и средняя часть между ними. В квадрате девять клеток — нечётное число. Значит, хотя бы одна доминошка обязана вылезти из блока наружу. Через какую клетку?
Подсказка 2
У каждого из двух крайних блоков только одна клетка граничит с остальной доской — угловая. Она и уходит в пару к средней части. После этого доска распадается на три одинаковых куска: квадрат без угловой клетки. Сколькими способами режется такой кусок?
Разобрать решение по шагам
Нечётный блок не обойдётся сам
Верхний левый блок — квадрат , в нём клеток. Доминошка накрывает две клетки, поэтому клеток нельзя целиком покрыть доминошками только внутри блока: одна клетка обязательно окажется в паре с клеткой снаружи.
Какая? С остальной доской граничит только правая нижняя клетка блока — её соседи справа и снизу уже не в блоке. Остальные клетки блока граничат только с клетками своего блока или с краем доски. Значит, правая нижняя клетка блока всегда идёт в пару с клеткой средней части.
Так же устроен нижний правый блок : наружу смотрит только его левая верхняя клетка, и она всегда в паре со средней частью.
Доска распадается на три куска
Отдадим эти две угловые клетки средней части. Получим три куска по клеток: верхний блок без угла, нижний блок без угла и средняя часть. Средняя часть — тоже квадрат без одной угловой клетки.
Теперь ни одна доминошка не лежит в двух кусках сразу: связи между кусками проходят только через угловые клетки, а они уже отданы средней части. Значит, каждый кусок режется сам по себе, и способ для одного куска можно сочетать с любым способом для другого.
Квадрат без угла: 4 способа
Посмотрим на центральную клетку квадрата без угла. Она идёт в пару с одной из четырёх соседних: вверх, влево, вправо или вниз. После этого всё остальное определяется однозначно: в каждом случае угловые клетки могут лечь только одним способом (это видно на рисунке). Значит, способов ровно .
Считаем все способы
Для верхнего куска способа, для среднего , для нижнего , и их можно сочетать как угодно. Всего способа.
Проверка
Проверка перебором: модель «Разрежь на доминошки» умеет считать, сколько способов достроить текущее разрезание. Для пустой доски она насчитывает . А если положить горизонтальную доминошку на правую нижнюю клетку верхнего квадрата и клетку слева от неё, модель покажет продолжений: угловая клетка ушла внутрь квадрата, и оставшиеся его клеток доминошками не покрыть — это как раз шаг 1.
способа.
Ответ
способа.
Главная идея
Нечётное число клеток в блоке заставляет одну доминошку выйти наружу, а выйти можно только через одну клетку. После этого доска распадается на независимые куски, и способы перемножаются.
Признак: фигура из блоков, соединённых узкими перешейками. Проверь чётность клеток в каждом блоке: нечётный блок отдаёт клетку соседу, и задача распадается на маленькие независимые.
Где легко ошибиться
Перебирать всё подряд и сбиться в счёте. Другая ошибка — сложить способы для кусков () вместо того, чтобы перемножить: каждый способ одного куска сочетается с каждым способом другого.
Источник и авторство
Турнир Архимеда · XXXIII Зимний турнир · 21 января 2024 · математика · единый вариант для 6 и 7 классов. Официальная задача 1.2, 5 баллов.
Условия задач (PDF организатора) ↗ · Условия и решения ↗ · Страница турнира ↗
Условие — из официального PDF, рисунок перерисован по нему. Подсказки, объяснение и модели — Popov Academy. Решение проверено; результат сопоставлен с официальными материалами.
Тема, знания и приёмы
Подсчёт вариантов · Начальный вход
- Чётность
- Правило умножения в комбинаторике
Приёмы решения: Разбор случаев · Последовательный подсчёт без повторов