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Sombreado de un tablero del panal

La siguiente figura muestra un panal de abejas de la junta que está delimitado por un triángulo equilátero.

honeycomb board

El $i^{\mathrm{th}}$ fila contiene $9 - (i - 1)$ células para cada entero $1 \leq i \leq 9$. Un juego que se juega en el tablero. Cada vez que un símbolo se coloca en el tablero, todas las celdas de la misma fila y en la misma diagonal como se están sombreadas. (Una instancia de la sombra de un giro se muestra.) Determinar el mínimo número de vueltas necesario para dar sombra a la figura.

Comentarios

Por inducción, para cada entero positivo $n$, el número máximo de vueltas a la sombra de un similar de nido de abeja figura con $2n - 1$ o con $2n$ de las células a lo largo de un borde es $n$. Como hay 9 celdas a lo largo de la base de la figura dada, y como $9 = 2(5) - 1$, el máximo número de vueltas necesario para dar sombra a la figura dada es de 5.

Las solicitudes de

¿Cuál es el mínimo número de vueltas a la sombra de la junta? Hay un cómodo regla para calcular el mínimo número de vueltas necesario en una similar de la junta con $n$ de las células a lo largo de la fila de abajo?

3voto

san Puntos 3820

Si la fila inferior ha $n$ células, a continuación, $a(n)$=A229803 en OEIS (https://oeis.org/A229803) nos da la respuesta. Es la dominación número de torre gráfica de h(n) en un triangular de la junta de células hexagonales. Los primeros valores son: 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9, 9

Se puede ver también en https://pdfs.semanticscholar.org/e717/78bf85d26f46bb55b96b9068c2793370ad7b.pdf

donde los gráficos para los dos primeros casos excepcionales $a(7)=3$ $a(20)=9$ se muestran.

0voto

Hagen von Eitzen Puntos 171160

Deje $f(n)$ ser el mínimo número de fichas necesario para cubrir un triángulo de lado de longitud $n$.

Teorema. $f(n)=\lceil\frac n2\rceil$.

Prueba. Esto es especialmente cierto para $n=1$$n=2$. También, mediante la colocación de un token en un vértice del triángulo, podemos reducir la longitud lateral por $2$ y así obtener $$f(n)\le 1+f(n-2) $$ para $n>2$. Así, por medio de la inducción, $ f(n)\le \lceil\frac n2\rceil$ todos los $n$.

Asumir lugar $m$ fichas en un $n$-triángulo, donde $m<\lceil \frac n2\rceil$, es decir, $2m<n$. Cada símbolo por sí mismo cubre exactamente $2n-1$ de la $\frac{n(n+1)}{2}$ lugares (como esto es cierto en un vértice, y que se mueve por un paso de los cambios de una línea por $+1$,$-1$, y uno no en todos). Por lo tanto, ignorando cualquier superposiciones de diferentes tokens, $m$ fichas cubierta $(2n-1)m$ lugares.

Pregunta: ¿cuánto superposición entre dos símbolos?

Hay tres maneras de designar un "arriba" de la dirección y de la vista de uno de los bordes del triángulo de la junta como la "parte inferior" de los bordes.

  • Si los dos testigos son diferentes en "las alturas" (para las tres interpretaciones de "arriba"), una de las fichas es el "menor" token para al menos dos opciones de "arriba". Para ambas opciones, la "horizontal" fila "inferior" token cruza los dos "inclinación" de las filas de la "superior" token en un lugar que no es el menor de token de sí mismo. Así contamos, al menos, $4$ lugares de intersección.

  • Si las fichas están en la misma "altura" para uno de los tres interpretaciones de "arriba", la superposición es toda una fila de al menos dos lugares, además de al menos uno adicional en la intersección de la sesgar las direcciones "por encima" de esa fila. Esto inmediatamente nos da por lo menos cuatro lugares de intersección, excepto cuando el común de la fila tiene una longitud de $2$, es decir, ambos símbolos están junto a un vértice; pero en este caso especial, uno directamente verifica (usando $n>2$) que hay cuatro intersecciones así.

Por tanto, para cada par de fichas, tenemos que restar (al menos) $4$ del número total de lugares cubiertos. Por lo tanto $m$ fichas de cubierta en la mayoría de los $$m\cdot(2n-1)-4{m\choose 2} =2\cdot m\cdot(n+\tfrac12-m)$$ lugares. La función de $x\mapsto x\cdot(a-x)$ es estrictamente creciente para $x\le \frac a2$. Por tanto, para $m<\frac n2$, la expresión anterior es estrictamente menor que $$2\cdot \frac n2\cdot\left(n+\tfrac12-\frac n2\right)=\frac{n(n+1)}{2}, $$ el número total de puestos en la junta directiva. En otras palabras, $m<\frac n2$ fichas no pueden cubrir la totalidad de la junta. Llegamos a la conclusión de que $f(N)\ge \frac N2$, y como $f(n)$ es un número entero, tenemos $f(n)\ge \lceil \frac n2\rceil$, como se desee. $\square$

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