ЗАДАЧИ
problems.ru
О проекте | Об авторах | Справочник
Каталог по темам | по источникам |
К задаче N

Проект МЦНМО
при участии
школы 57
Задача 79524
Темы:    [ Процессы и операции ]
[ Наибольшая или наименьшая длина ]
[ Геометрическая прогрессия ]
Сложность: 5-
Классы: 9,10
В корзину
Прислать комментарий

Условие

В некотором царстве, территория которого имеет форму квадрата со стороной 2 км, царь решает созвать всех жителей к 7 ч вечера к себе во дворец на бал. Для этого он в полдень посылает с поручением гонца, который может передать любое указание любому жителю, который в свою очередь может передать любое указание любому другому жителю и т.д. Каждый житель до поступления указания находится в известном месте (у себя дома) и может передвигаться со скоростью 3 км/ч в любом направлении (по прямой). Доказать, что царь может организовать оповещение так, чтобы все жители успели прийти к началу бала.

Решение

Организуем оповещение следующим образом. Разобьём царство на 4 квадрата со стороной 1 км — квадраты 1-го ранга; каждый из этих квадратов разобьём на 4 квадрата со стороной 1/2 км— квадраты 2-го ранга, эти квадраты в свою очередь на квадраты 3-го ранга (со стороной 1/4 км) и т. д., пока не дойдём до столь большого ранга n, что в каждом квадрате этого ранга будет не более одного жителя царства (жителей, попавших за общую границу нескольких квадратов нужно произвольно распределить по этим квадратам). Оповещение будет происходить поэтапно. Цель 1-го этапа — оповестить по одному жителю в каждом из (населённых) квадратов 1-го ранга, после чего гонец и все посыльные должны вернуться в исходные пункты. На 2-м этапе каждый из уже оповещённых жителей, действуя как гонец на 1-м этапе, устраивает оповещение каждого из квадратов 2-го ранга а своем квадрате 1-го ранга, на 3-м этапе оповещаются по одному жителю в каждом квадрате 3-го ранга и т. д.. После n-го этапа будут оповещены все жители.

Оценим время, необходимое для 1-го этапа оповещения. Поскольку расстояние между любыми двумя точками квадрата со стороной 2 км не превосходит 2$ \sqrt{2}$ км, при скорости 3 км/ч его можно пройти меньше чем за 1 ч. Поэтому по схеме, показанной на рисунке, 1-й этап можно осуществить не более чем за 3 ч (гонец A оповещает жителей B и C, житель B - жителя D; если в одном из квадратов 1-го ранга жителей не окажется, время оповещения может только сократиться). Второй этап повторяет первый одновременно в четырёх квадратах с вдвое меньшей стороной — он потребует не более 3/2 ч; вообще, k-й этап осуществляется за $\displaystyle {\frac{3}{2^{k-1}}}$ ч, а для оповещения всех жителей понадобится 3 + 3/2 + ... + $\displaystyle {\frac{3}{2^{n-1}}}$ < 6 ч. Таким образом, к 6 часам вечера все жители получат приглашение на бал; ещё час им потребуется, чтобы прибыть во дворец.

Источники и прецеденты использования

журнал
Название "Квант"
год
Год 1987
выпуск
Номер 5
Задача
Номер М1045
олимпиада
Название Московская математическая олимпиада
год
Номер 50
Год 1987
вариант
Класс 10
задача
Номер 5

© 2004-... МЦНМО (о копирайте)
Пишите нам

Проект осуществляется при поддержке Департамента образования г.Москвы и ФЦП "Кадры" .