作者arthurduh1 (arthurduh1)
看板puzzle
标题Re: [问题] 窗户问题
时间Thu Mar 30 21:30:14 2017
※ 引述《ddtddt (得)》之铭言:
: 第i层楼一共有i个窗户如下图:
: ..........
: ........
: 窗窗窗
: 窗窗
: 窗
: 窗户的开关是有规则的,
: 若两相邻的窗户同为开或同为关,则他们下面的窗户必为关。
: 若两相邻的窗户为一开一关,则他们下面的窗户必为开。
: 如图:
: 关开关
: 开开
: 关
: Q:已知第1024楼有513个窗户是打开的,请问一楼的窗户是开还关?
1 代表开, 0 代表关的话,
两窗户的状态取 xor 相加恰好就会是他们下面那个窗户的状态.
假设已经知道第 i 层的各个窗户状态,
则第 1 层那唯一一个窗户的状态便能一步一步展开成第 i 层的某些窗户状态之和.
举个例子:
x_{3,1} x_{3,2} x_{3,3}
x_{2,1} x_{2,2}
x_{1,1}
x_{1,1} =
x_{2,1} + x_{2,2}
=
x_{3,1} + 2x_{3,2} + x_{3,3} =
x_{3,1} + x_{3,3}
其实系数就是二项式系数(黄色部分),
而且因为我们取的是 xor 加法, 事实上我们只要关心除 2 之後的余数,
也就是奇偶性即可(紫色部分).
帕斯卡三角形取除 2 之余数的极限形状,
会趋近於一个碎形, 也就是 LPH66 大提示的 Sierpinski's triangle. (应该吧@@)
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回到原题,
我们只要知道帕斯卡三角形第 1024 层各个数字的奇偶性, 就有机会把可能性化约.
幸运地, 第 2^k 层的数字全部都会是奇数,
因此 x_{1,1} = 第 1024 层所有窗户的状态之和 = 513 = 1(mod 2)
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至於为啥都会全是奇数, 就有各种各类的证明.
比如从碎形的角度来看,
第 2 层恰好会是两个第 1 层并排;
第 3~4 层恰好会是两个第 1~2 层的三角形放在一起, 中间有个全零的倒三角;
第 5~8 层则是两个 1~4 层的三角, 中间同样补上零.
用归纳法就可以检证此观察.
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※ 编辑: arthurduh1 (140.109.104.232), 03/30/2017 21:31:09
1F:→ ddtddt: 觉得这题目好美 03/30 21:51