Задача 052

Дано натуральное число п. В Ёжгороде имеется центральная площадь и п периферийных площадей, а также п улиц, соединяющих центральную площадь с периферийными. Мэр хочет создать Реестр городских объектов, записав в строчку названия всех улии, и площадей. Регламент требует, чтобы название каждой улицы стояло в Реестре правее названий обеих площадей, которые она соединяет. Сколькими способами мэр может составить Реестр?

Подсказка

Докажите индукцией по n

Решение

Ответ: 2^{n} \cdot(n!)^{2} последовательностей. Решение. Докажем это индукцией по n. База n=1 очевидна.

Индукционный переход n \rightarrow(n+1). Последняя запись в реестре города с ( n+1 ) улицей — это название некоторой улицы. Уберем эту запись, а периферийную площадь этой улицы, упомянутую в реестре ранее, выделим красным цветом. Красная запись может находиться в любом месте оставшегося реестра. При ее удалении получается реестр города с n улицами. Значит, для составления реестра в городе \mathrm{c}(n+1) улицей можно

— выбрать периферийную площадь, которую мы будем считать красной (это можно сделать n+1 способами),

— взять реестр остальной части города с n улицами (по индукционному предположению имеется 2^{n}(n!)^{2} вариантов такого реестра),

— в любое место этого реестра вставить запись о красной площади ( 2(n+1) вариантов)

— и добавить в конец запись о красной улице.