ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Игорь Баяк / Запись

ЗАДАЧА О ЛЕСТНИЦАХ

bayak
27.11.2009
11:27

Представьте себе человечка, способного шагать вверх по ступенькам приставной лестницы. Пусть нашему человечку по его требованию подставляют и оставляют стоять на месте бесконечно длинные лестницы, шаг которых (т. е., расстояние между соседними ступеньками) кратен его шагу. С земли человечек запрыгивает на первую ступеньку лестницы, с шагом равным двум его шагам, однако далее при подъеме он каждый раз делает только по одному шагу, и при этом ставит ногу либо на первую ступеньку новой (т. е., затребованной им) лестницы, либо на уже не первую ступеньку старой (т. е., поставленной ранее) лестницы. Спрашивается, сколько потребуется человечку лестниц, чтобы подняться на высоту N его шагов, если N достаточно велико.

Своё решение я поместил сюда. Буду рад, если вы укажете мне на возможные ошибки или пробелы.

Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

22.12.2009 10:59#
Задача о лестницах
Добрый день!

Ваше решение ещё не смотрел. Пока предложу свое.
Навскидку количество лестниц должно быть равно количеству простых числе в интервале [2,N]. Если мы делаем n-й шаг, и n непростое число, то мы шагнем на ранее использованную лестницу на её непервую ступеньку, если же n - простое число, то то подходящей лестницы нет. Мы бы взяли лестницу с шагом один, чтобы покрыть все шаги, но по условию мы должны встать на её первую ступеньку, а затем вернуться на непервую ступеньку предыдушей, а это больше чем наш шаг. Так что 1-лестницу мы использовать не можем. Остается добавить n-лестинцу, где n-простое число. Решение надо оформить в виде индукции. но лень.

Интересно, где такая задача возникла.
22.12.2009 11:07#
Задача о лестницах
Не обратил внимания, что лестницы могут повторятся (нет явного ограничения в условии)
Тогда первая 2-лестинца с её первой ступенки шагаем на
первую ступеньку второй 1-лестницы, с неё на первую ступеньку третьей 1-лестницы, оттуда на вторую ступеньку второй 1-лестницы, а потом чередуем вторую и третью 1-лестницы.

Таким образом, трёх лестниц будет достаточно, чтобы поднятся на любую высоту N>2, при N=2 можно и одной оботись.
25.12.2009 19:18#
bayak
Задача о лестницах
А что такое "первая ступенька второй 1-лестницы"?

В моей формулировке неявно предполагается, что человечек шагает только вверх, что лестницы подставляются с земли, а не с его месторасположения, и поэтому первая ступенька отсчитывается от нулевого уровня земли.

Похоже, что без рисунка задача плохо воспринимается. Хотя первый вариант Вашего решения совпадает с ходом моих мыслей. Впрочем, если Вы открывали ссылку, то убедились, что это только начало решения. Что касается вопроса о возникновении задачи, то это просто игра мысли - мой кубик Рубика.
28.12.2009 11:32#
Задача о лестницах
Тогда с тремя лестницами не получится, так как я предполагал шагать вниз. 1я ступенька второй 1-лестницы означает, что это первая ступенька от земли лестницы имеющей расстояние между ступеньками равными одному шагу человека, то что она вторая просто означает, что это вторая по счёту затребованная лестница. Для иллюстрации прилагаю картинку.

Посмотрел ваше решение, удивило введение вероятностей.
Не особо разбирался в вашем решении, конкретно, сразу стало непонятно как вычисляется вероятность того что человек не поставит ногу на уже существующую лестницу.
Если высота N фиксирована, то тут либо подходящая лестница найдется, либо не найдется. Безо всяких вероятностей. Потом ниже вы вычисляетете вероятность будет ли число N+1 простым или нет. Это я как-то могу представить: выбрали случайным образом из конечного подномножества натуральных чисел число, и спрашиваем какова вероятность, что оно простое.

Однако в нашем случае высота над полом не является случайным числом, человек ведь поднимается, перебирая числа от двух и до N. И в конце у вас получается число простых чисел в этом интервале.

Несмотря на мои придирки, всё-таки мне кажется удивительным возможность вычислить (примерно) формулу для числа простых чисел (я не силен в теории чисел).

В связи с этим, вопрос: почемуу вероятность поставить ногу на лестницу с простым шагом p равна 1/p?
Иллюстрации :
28.12.2009 21:37#
bayak
Задача о лестницах
>В связи с этим, вопрос: почемуу вероятность поставить ногу на лестницу с простым шагом p равна 1/p?

Возьмите n-лестницу и положите её на землю. Неважно какой шаг у лестницы - простое или составное число, но вероятность поставить ногу на какую-нибудь ступеньку n-лестницы и не провалиться (т.е., не попасть ногой на то место в лестнице где нет ступенек) равна 1/n, поскольку за n шагов, сделанных с произвольного места n-лестницы, нога обязательно сделает один шаг на ступеньку. У нашего человечка все лестницы имеют простой шаг, поэтому вероятность сделать один шаг в произвольном месте p-лестницы и попасть на ступеньку этой лестницы равна 1/p. Эта вероятность неклассическая, так как не вписывается в систему колмогоровских аксиом, но с её помощью мы сделали удивительное (как Вы заметили) вычисление.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2725

Всего записей
и комментариев: 48547

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 21

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия