Ottagono istruttivo

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what
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Ottagono istruttivo

Messaggio da what »

Eccovi un bell'IMO che ho trovato molto interessante, soprattutto perché si fa molto rapidamente con un paio di ideuzze made in fph (vedi stage di pisa).
Insomma, se come me dovete ancora ancora prendere confidenza con tecniche standard, mettetevi sotto.

Siano $ A $ e $ B $ due vertici opposti di un ottagono regolare. Una rana (o forse era un canguro... vabbè :) ) salta sui vertici secondo queste regole:
-parte da A
-con ogni salto, si sposta su uno dei due vertici adiacenti
-quando raggiunge B si ferma.
Determinare il numero di percorsi formati da esattamente n salti che terminano in B.
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enomis_costa88
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Messaggio da enomis_costa88 »

Non l’ho riletto bene e probabilmente ci sarà qualche imprecisione (leggete a vostro rischio e pericolo :wink: )..

Step 1: se n è dispari o n<4 F(n)=0
Sia F(n) il numero di percorsi di lunghezza n fattibili da A fino a B passando solo una volta per B.
Per n<4 non ho abbastanza mosse per arrivare da A a B.
Per n dispari non posso perchè il numero di mosse minimo è 4, inoltre ad'ogni mossa effettuata nella direzione opposta al verso scelto per arrivare a B (posso sceglierlo in modo orario o antiorario..) ne corrisponde un'altra lungo il verso scelto; sia j il numero di mosse fatte nella direzione opposta al verso scelto ottengo: j+j+4=n; 2j+4=n e n deve essere pari.

Step 2: pongo n=2k; F(2k)=2*g(k)
ovvero: posso scegliere uno tra i 2 versi (orario e antiorario) e analizzare i possibili percorsi regolari che portano da A fino a B lungo quel verso; poi moltiplico per 2 e ottengo i percorsi totali.
Scelgo di considerare i percorsi lungo il verso orario.
Sia g(k) il numero di percorsi di lunghezza 2k che vanno da A fino a B lungo il verso orario.
Inoltre ogni percorso ha j mosse lungo il verso opposto (antiorario) e j+4 lungo il verso orario. 2j+4=2k da cui j+2=k.
Numero i vertici dell'ottagono ordinatamente da uno fino a 8 in modo tale che sia A il vertice 4 e B il vertice 8.
Sia C il vertice con la seguente proprietà: il primo vertice su cui passa il canguro e tale che si siano già effettuate tutte le j mosse in senso antiorario. Se j non è 0 allora C è il vertice su cui atterra il canguro dopo avere fatto l’ultima mossa in senso antiorario
Se j=0 e k=2 allora C=A.
g(k) risulta essere la somme dei percorsi che vedono C=1;C=2;....c=6 (si verifica facilmente che C non può essere B o 7).
Sia a(k)= numero percorsi di lunghezza 2k con C=1
b(k)= numero percorsi di lunghezza 2k con C=2
c(k)= numero percorsi di lunghezza 2k con C=3
d(k)= numero percorsi di lunghezza 2k con C=4=A
e(k)= numero percorsi di lunghezza 2k con C=5
f(k)= numero percorsi di lunghezza 2k con C=6
g(k)=a(k)+b(k)+c(k)+d(k)+e(k)+f(k)
Inoltre posso vedere a(k);b(k)... f(k) come il numero di percorsi che portano da A fino a C (con C=1,2,..) effettuando j=k-2 mosse in verso antiorario e non passando mai per B.

Step 3: relazione ricorsiva..
Il numero di percorsi con k=m+1 e C=1 è a(m+1).
Inoltre la mossa prima di arrivare nel vertice 1 necessariamente si era nel vertice 2.In quel momento le mosse in senso antiorario effettuate erano m-2.
Chiamo C' il vertice in cui si era effettuate la penultima mossa in senso antiorario. Quel vertice può essere solamente 1 o 2. Inoltre fissato C' esiste un unico possibile percorso che porta ad effettuare le ultime mosse (perchè posso fare solo un'altra mossa in senso antiorario e ne ho già deciso la posizione;inoltre le mosse restanti per arrivare a B sono in senso orario).

In generale C' può essere qualsiasi vertice tale che C sia distante da C' massimo una mossa in senso antiorario (se C=1 allora C' è 1 o 2) e quante mosse voglio in senso orario (sempre con la condizione di non passare da B..); (ovvero stando in C' posso arrivare in C facendo massimo una mossa in senso antiorario e quante ne voglio in senso orario senza però passare da B) quindi C'<C+2 e C'<7.

Inoltre (con C=1) i percorsi per andare da A fino a C' effettuando m-2 mosse in senso antiorario sono, se C'=1, a(m) e, se C'=2, b(m).
ottengo la relazione a(m+1)=a(m)+b(m).
Effettuando lo stesso identico ragionamento per C=2,3,4,5,6 ottengo le seguenti relazioni ricorsive:
b(m+1)=a(m)+b(m)+c(m)
c(m+1)=a(m)+b(m)+c(m)+d(m)
d(m+1)=a(m)+b(m)+c(m)+d(m)+e(m)
e(m+1)=a(m)+b(m)+c(m)+d(m)+e(m)+f(m)
f(m+1)=a(m)+b(m)+c(m)+d(m)+e(m)+f(m)
e quindi le relazioni:
g(k+1)=6a(k)+6b(k)+5c(k)+4d(k)+3e(k)+2f(k)
f(n)=e(n)
Inoltre g(2)=1 perchè in senso orario vi è un unico percorso con j=0.
g(2)=d(2)=1 e
a(2)=0
b(2)=0
c(2)=0
e(2)=0
f(2)=0
e queste relazioni bastano per definire g(k) e F(n).
Inoltre secondo le schede di Gobbino si possono riscrivere come relazioni che coinvolgano una sola successione (lascio ad altri la fatica) che si possa poi portare in funzione di k e quindi di n.

Buona serata. Simone
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what
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Messaggio da what »

Mi sembrerebbe ok.
Se uso il condizionale è solo perché non mi fido per niente delle mie abilità di correttore! :D
L'ho letta e capita, anche se mi pare che ti sia complicato la vita un po' troppo. Più che altro io non credo di saper trattare la successione finale; così ad occhio sembra intricata, magari ci penso. comunque, interessante l'idea dell'orario-antiorario, complimenti. :)

Nessuno stagista si cimenta? Forza, date uno sguardo agli appunti di Algebra3 e risolvete! :wink:
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