Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела ломоносов
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#67943

На подвешенном воздухе кубике Рубика, на одном из его 54  квадратиков, сидит жучок. В какой-то момент он начинает движение по поверхности куба, передвигаясь за каждую секунду на соседний квадратик, т.е. на квадратик, имеющий общую сторону с текущим. Соседний квадратик для первого перемещения был выбран произвольно, а затем жучок следовал таким правилам:

1) при 2-м, 4-м и других чётных перемещениях жучок не менял направления своего движения, т.е. покидал квадратик через сторону, противоположную той, через которую он на этот квадратик попал;

2) при 3-м, 5-м и других нечётных перемещениях жучок поворачивал направо (относительно своего движения).

Через 2023 секунды после начала движения жучок обратил внимание на то, что уже был на этом же квадратике 5 секунд назад. Через какое наименьшее число секунд после 2023-й жучок опять окажется на этом квадратике?

Источники: Ломоносов-2023, 10.7 (см. olymp.msu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Заметим, что квадратиков ну ооочень много, но ведь многие из них очень похожи?… Если взять конкретный квадратик, то несложно отследить его путь, т.к путь у жучка определяется начальным положением и направлением. Что тогда попробуем сделать?

Показать ответ и решение

Для отслеживания движения жучка будем использовать частичную развертку куба, покрывающую 3  грани. Каждый квадратик будем обозначать двузначным числом, 1-я и 2-я цифры которого являются соответствующими координатами центра квадратика на развертке (единица — ширина квадратика):

PIC

Маршрут жучка определяется его начальным положением и направлением его первого перемещения. Хотя всего таких вариантов 54× 4,  их все можно разбить на 9  принципиально различных групп:

1) Жучок стартует с центрального квадратика любой грани по направлению к любому ребру

2-3) Старт с углового квадратика любой грани, а первое перемещение в пределах той же грани вдоль ребра, идущего соответственно справа или слева от жучка

4-5) Старт с углового квадратика любой грани, а при первом перемещении жучок переползает на соседнюю грань, причем третья примыкающая грань остается соответственно справа или слева от него

6) Старт с приреберного квадратика любой грани по направлению к центру

7) Старт с приреберного квадратика любой грани с переходом на соседнюю грань при первом перемещении

8-9) Старт с приреберного квадратика любой грани, а первое перемещение в пределах той же грани вдоль ребра, идущего соответственно справа или слева от жучка

Заполним таблицу, в которой для каждой группы приведем пример маршрута в течение того времени, когда обнаруживается его периодичность, т.е. когда на какой-либо четной секунде жучок оказывается на начальном квадратике, а еще через 1  с — на квадратике, где он был через 1  с после начала движения.

В случае группы 1  выберем для старта квадратик 22  с первым перемещением 22−→ 23  и проследим весь маршрут, пока не обнаружим, что его период равен 24  c (1-я колонка таблицы после двойной вертикальной черты).

Заметим, что через 2  c после начала движения жучок окажется в начальном состоянии группы 8.  Поэтому для нее маршрут также будет иметь период 24  с и его можно получить из маршрута группы 1  сдвигом на 2  с.

Еще через 2  с жучок окажется в начальном состоянии группы 4.  Поэтому и для нее маршрут будет с периодом 24  с и его можно получить из маршрута группы 1  сдвигом на 4  с.

Еще через 2  с имеем начальное состояние группы 7  и получаем ее маршрут с периодом 24  с из маршрута группы 1  сдвигом на   6  с.

Для остальных групп получаются кольцевые маршруты с периодом 8  с, причем в течение одного периода жучок ни на одном квадратике не оказывается дважды.

PIC

Так как 2023≡ 7 mod 24  (остаток от деления 2023  на 24  равен 7  ) и 2023≡ 7 mod 8  (остаток от деления 2023  на 8  равен 7),  то через 2023  с после начала движения жучок окажется на том же квадратике, на котором он был через 7  с после начала, а за 5  с до этого — на том же квадратике, на котором он был через 2  с после начала.

Как видно из таблицы, такое совпадение имеет место только для группы 1  (квадратик 24).  Так как этот квадратик встречается на маршруте только дважды в течение периода (2  с и 7  с), следующее попадание на него произойдет через 2+ 24− 7= 19  (с).

Ответ: 19

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!