Тема . Высшая проба
Комбинаторика на Высшей пробе: клетки, комбигео, игры, графы
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела высшая проба
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#74779

Вася пришел в казино, имея один вшэ-коин (единственную в мире виртуальную валюту, которую можно делить на любые части; например, можно поставить на кон π-
10  вшэ-коина). В казино игрокам предлагается делать ставки на цвет шара, который будет вытащен из ящика. Фиксировано число p,  причем 1 <p <2.  Если цвет вытащенного шара совпадает с тем, на который игрок поставил x  денег — игрок получит назад px  денег, если не совпадает — не получит ничего. Для ставок в каждом раунде можно использовать не только деньги, имевшиеся к началу игры, но и выигрыши прошлых раундов. Перед началом игры Вася смог подсмотреть, что в ящик положили 3 черных и 3 красных шара (других шаров нет), сыгранные шары обратно в ящик не возвращаются, игра происходит пока ящик не опустеет. Какую максимальную сумму Вася может гарантированно иметь к концу розыгрыша?

Источники: Высшая проба - 2022, 11.2 (см. olymp.hse.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Мы понимаем, что у нас в задаче Вася может максимум 6 раз сделать ставку. Тогда имеет смысл "перебрать случаи". Давайте будем заполнять табличку 4 на 4(0, 1, 2 и 3 красных шара по вертикали и аналогично для чёрных по горизонтали), которая будет говорить о том, во сколько раз увеличится выигрыш, когда осталось определённое число шаров. Тогда во сколько раз увеличатся деньги, после того как у нас останутся шары только одного цвета?

Подсказка 2

Верно, они могут увеличиваться в p, p^2, p^3 раз. Вася будет просто ставить всю сумму каждый раз на один цвет. Это то, что будет стоять в крайних столбцах и диагоналях. Ещё понятно, если шаров нет, то мы ничего не выигрываем, то есть 1 коэффициент в клетке (0; 0). Давайте поймём такую вещь, а есть ли Васе смысл ставить деньги на оба шара?

Подсказка 3

Да, смысла в этом нет, Васе надо ставить какую-то часть денег только на один цвет. Если он поставит a денег на один цвет, а b на другой, то получит на 2(p-b) денег меньше, чем если бы поставил a-b на один цвет. Это несложно посчитать. Теперь давайте попробуем разобраться с другими клетками. Например, если остался 1 чёрный и 1 красный шарик. Во сколько раз мы получим больше денег точно? Полезно будет ввести неизвестные.

Подсказка 4

Верно, мы получим больше в p раз. Дело в том, что даже если мы не угадаем шар, то следующим ходом увеличим в p раз количество денег. Давайте теперь попробуем в общем виде провести рассуждения. Если у Васи было X денег, а поставил он aX, где a какое-то число от 0 до 1. Значит, мы можем посчитать случаи, когда Вася угадал и когда не угадал. Но тогда сколько гарантированно он получит? Что это может значить с точки зрения полученных формул?

Подсказка 5

Да, гарантированный выигрыш — это минимум из двух наших выражений. Но можно заметить, что одно из них убывающее, а другое возрастающее от a. Значит, и минимум будет, когда они равны. Отсюда мы получаем a, а потом и во сколько раз увеличится наше количество денег. Так мы, постепенно заполняя таблицу, получим, что должно быть в клетке, где 3 шара каждого цвета. Это и будет ответ на задачу, победа!

Показать ответ и решение

Заполним табличку: в клетке (i,j)  запишем, на какое максимальное число Вася может гарантированно к концу игры умножить имеющуюся у него сейчас сумму, если сейчас в ящике осталось i  черных и j  красных шаров. Легко понять, что стоит с краю: если уже не осталось черных шаров, то Вася может смело ставить все деньги на красный шар, соответственно увеличивая капитал в p  раз за каждый из оставшихся красных шаров. Аналогично если не осталось красных. Это и отмечено в таблице ниже.

PIC

Теперь поймем, что должно стоять в клетке (i,j)  если мы уже знаем, что в клетках (i− 1,j)  и (i,j− 1)  стоят числа x  и y  соответственно. Пусть для определенности x≤ y.

Во-первых, в оптимальной стратегии Вася не должен делать положительные ставки на оба исхода. В самом деле, пусть по своей стратегии он должен сейчас поставить суммы a  и b,  причем a ≥b >0.  Тогда пусть вместо этого он поставит a− b  денег на тот исход, на который должен был ставить a,  и на 2b  больше денег оставит не поставленными. Тогда при любом исходе он будет иметь на (2− p)b  денег больше, чем имел бы, если бы ставил a  и b.

Теперь поймём, сколько же Вася должен ставить. Ставить он должен на тот цвет, выпадание которого приводит в клетку с числом   x  (  напомним, x ≤y),  в противном случае если этот цвет выпадет, Вася не сможет увеличить свой капитал более чем в x  раз, а мы строим стратегию лучше. Для определенности обозначим количество Васиных денег через D  и пусть он поставит 𝜀D  денег на цвет, выпадение которого приводит в клетку с числом x.  Тогда если выпал этот цвет Вася оказался в этой клетке имея (1+ (p− 1)𝜀)D  денег, соответственно закончит игру, имея не менее (1+ (p− 1)𝜀)xD  денег (и не может гарантированно иметь больше). Если же выпал цвет, приводящий в клетку с числом y,  Вася попал туда, имея (1− 𝜀)D  денег, значит закончит игру, имея не меньше (1− 𝜀)yD  денег (и не может гарантированно иметь больше). Итак, гарантированный минимум при этой стратегии есть min((1+ (p − 1)𝜀)xD,(1 − 𝜀)yD ).  Поскольку первая из функций под минимумом возрастающая по 𝜀  , а вторая — убывающая, максимум минимума достигается при значении 𝜀,  для которого функции принимают одно значение. Имеем

(1+(p− 1)𝜀)xD = (1− 𝜀)yD

𝜀 = --y−-x---
    y+(p− 1)x

То есть

(1+ (p − 1)𝜀)xD = (1− 𝜀)yD )=---pxy---D
                         y+(p− 1)x

Иными словами, в интересующей нас клетке должно стоять число

---pxy---
y+ (p− 1)x

Пользуясь этой формулой и значениями в клетках на краях, заполним всю табличку:

PIC

Ответ:

----p5---
5p2− 6p+2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!