Тема . Бельчонок
Комбинаторика на Бельчонке: способы, вероятности, графы, турниры
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела бельчонок
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#69402

16 команд провели турнир по хоккею, каждая команда сыграла с каждой по разу. За победу начислялось 2 очка, за ничью — 1 очко, за проигрыш очков не давалось. При этом каждые три команды в играх между собой набрали разное количество очков. Какое наибольшее число ничьих могло быть в этом турнире?

Источники: Бельчонок-2023, 11.4 (см. dovuz.sfu-kras.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Пупупу… давайте попробуем получить оценку сверху на количество ничьих! Для этого, попробуйте построить примеры для N=2, 3, 4 и 5. Причём примеры такие, в которых количество ничьих максимально!

Подсказка 2

Да, мы получили оценку на N²/4. Остаётся придумать как доказать, что эта формула работает для любого N!

Подсказка 3

Да, это утверждение мы будем доказывать по индукции! Для этого достаточно рассмотреть две команды, которые сыграли в ничью и подумать, как могли сыграть все другие команды с этими двумя!

Подсказка 4

Так, но мы только показали, что существует такая оценка сверху! Теперь нужно придумать пример такой, что в оценке сверху достигается равенство(пример должен быть для любого N)

Подсказка 5

Для построения примера, попробуйте посмотреть на маленькие N и воспользоваться идеей разбиения элементов от 1 до N на два непересекающихся множества. Также, возможно, Вам придётся строить пример в зависимости от четности N.

Показать ответ и решение

Решим задача для произвольного N.  Докажем утверждение, известное в олимпиадных кругах как теорема Турана.

Оценка: Докажем по индукции, что число ничьих не превосходит N2
4 .

База индукции: При N = 2  это очевидно. При N = 3  все три игры не могли закончиться вничью, иначе у всех команд было бы одинаковое число очков.

Шаг индукции: Рассмотрим две команды A  и B,  сыгравшие вничью. С каждой из остальных команд хотя бы одна из них сыграла не вничью, иначе образуется запрещенная тройка команд. Значит, общее число ничьих в играх с участием этих двух команд не больше N − 1.  По предположению индукции в играх между остальными командами было не более (N−2)2
   4  ничьих. Следовательно, общее число ничьих не превосходит (N−2)2          2
--4-- +N − 1= N4-.

Пример: Пронумеруем команды числами от 1  до N.  Пусть каждые две команды с номерами разной чётности сыграли вничью, а в играх между командами с номерами одной чётности победила команда в меньшим номером. Если N = 2k− 1,  то k  команд имеют нечётный номер и k− 1  команда - чётный, поэтому количество ничьих равно k(k− 1).  При N =2k  получаем по k  команд с номерами каждой чётности и k2  ничьих. В обоих случаях полученное число равно [ 2]
 N4 .  При этом каждые три команды в играх между собой набрали либо 0, 2 или 4 очка, если имеют номера одной чётности, либо 1,2,3  очка, если две из них имеют номера одной чётности, а третья - другой.

Замечание. Заметим, что идея примера приходит из двудольного графа, где разная чётность номеров отвечает разным компонентам.

Подставим N = 16  и получим ответ.

Ответ: 64

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!