Задача 029

В парламенте Анчурии заседает 100 депутатов. Они организовали несколько комиссий. Оказалось, что в каждой комиссии менее 90 депутатов. Кроме того, если рассмотреть любые две комиссии, то каждый депутат войдёт хотя бы в одну из них. Какое наибольшее количество комиссий могло быть создано?

Подсказка

Для каждой комиссии создайте антикомиссию из всех не входящих в эту комиссию депутатов.

Решение

Ответ: 9.

Решение: Для каждой комиссии создадим антикомиссию из всех не входящих в эту комиссию депутатов. В каждой антикомиссии не меньше 11 депутатов, и разные антикомиссии не пересекаются (иначе в две соответствующие комиссии входили бы не все депутаты). Поэтому антикомиссий, а, стало быть, и комиссий не больше 9. Пример на 9: нумеруем депутатов числами от 1 до 100, и в k-ую комиссию включаем всех, чей номер при делении на 9 даёт остаток, не равный k-1(k=1,2, \ldots, 9).

Задача 030

В стране 20 городов. Некоторые пары городов соединены дорогами. Оказалось, что из каждого города выходит ровно 10 дорог. Страна распалась на две республики. В каждой из республик оказалось по 10 городов. Докажите, что в этих республиках поровну внутренних дорог (дорогу будем называть внутренней для республики, если она соединяет два города из этой республики).

Подсказка

Пусть первую республику со второй соединяют a дорог. Тогда сколько дорог внутри республик?

Решение

Пусть первую республику со второй соединяют a дорог. Тогда сумма количеств дорог, выходящих из городов первой республики, равна 100-a, и всего внутренних дорог в первой республике окажется ( 100-a ) / 2, так как каждая из них учтена дважды. Аналогично показываем, что во второй республике также ( 100-a ) 2 внутренних дорог.

Задача 033

У мальчика Васи в его классе 8 друзей и 11 подруг. Каждый из его друзей дружит с 10 одноклассницами. Для каждых двух мальчиков любая девочка в классе дружит хотя бы с одним из них. Сколько девочек может быть в этом классе?

Подсказка

Пусть девочек 10+k. Тогда каждый из друзей Васи не дружит с k девочками.

Решение

Ответ: 11.

Решение: Понятно, что девочек не меньше 11. Пусть их 10+k. Тогда каждый из друзей Васи не дружит с k девочками. Тогда всего этих «недружб» — 8 k. Если k>1, то 8 k>10+k. Следовательно, в этом случае найдётся девочка, которая не дружит хотя бы с двумя друзьями Васи, что противоречит условию.

Задача 035

10 команд играют турнир. В некоторый момент оказалось, что любые две команды сыграли между собой не более, чем по одному разу, только «»Металлург»» и «»Локомотив»» сыграли дважды. При этом каждая команда сыграла хотя бы один матч. Могло ли так случиться, что в этот момент все команды сыграли различное число игр?

Подсказка

Допустим, есть команда, не сыгравшая ни одного матча. Тогда каждая из оставшихся команд сыграла не больше 9 матчей: с каждой из остальных восьми плюс один повторный.

Решение

Ответ: Нет. Решение. Допустим, есть команда, не сыгравшая ни одного матча. Тогда каждая из оставшихся команд сыграла не больше 9 матчей: с каждой из остальных восьми плюс один повторный. Получается 9 возможностей (1,2, \ldots, 9 матчей) на 19 команд. Но тогда эти команды вместе сыграли (1+2+\ldots+9) / 2=22,5 матчей, что невозможно.

Теперь допустим, что каждая команда сыграла хотя бы один матч. Тогда для числа сыгранных матчей получается 10 возможностей (1,2, \ldots, 10 матчей) на 10 команд. Но тогда эти команды вместе сыграли (1+2+\ldots+10) / 2=27,5 матчей, что также невозможно.

Задача 040

30 кружковцев Дмитрия Андреевича k раз делились на две команды и проводили тренировочный матбой. На каждом матбое Дмитрий Андреевич называл одну из команд хорошей. При каком наименьшем k он, как бы кружковиы ни делились, гарантированно мог сделать так, чтобы каждый ребенок хоть раз побывал в хорошей команде?

Подсказка

Назовем невезучими детей, которые ни разу еще не побывали в хорошей команде. Стратегия Дмитрия Андреевича состоит в том, чтобы каждый раз называть хорошей команду, куда попала большая часть невезучих.

Решение

Ответ: 5.

Решение. Назовем невезучими детей, которые ни разу еще не побывали в хорошей команде. Стратегия Дмитрия Андреевича состоит в том, чтобы каждый раз называть хорошей команду, куда попала большая часть невезучих. Так ему после первого боя удастся сделать так, чтобы невезучих было не более 15, после второго — не более 7 , после третьего — не более 3 , после четвертого — не более одного. С другой стороны, если дети каждый раз будут делиться так, чтобы количества невезучих в двух командах отличались не более, чем на 1 , Дмитрию Андреевичу не удастся сделать всех везучими за 4 боя.

Задача 046

На бал пришли 30 юношей и 30 девушек. После вечера танцев оказалось, что все юноши танцевали с одним и тем же количеством девушек, а девушка Оля танцевала ровно с 15 юношами. Докажите, что какие-то две девушки танцевали с одним и тем же количеством юношей.

Подсказка

Отметим мальчиков синими точками, девочек — красными, а тех, кто танцевал друг с другом, соединим линиями. По условию из всех синих точек выходит поровну линий, и потому общее число линий делится на 30 .

Решение

Отметим мальчиков синими точками, девочек — красными, а тех, кто танцевал друг с другом, соединим линиями. По условию из всех синих точек выходит поровну линий, и потому общее число линий делится на 30 . Из красных точек может выходить 0,1, \ldots, 29,30 линий. Заметим, что 0+1+\ldots+29+30=15 \cdot 31. Чтобы не нашлось двух девочек, танцевавших с одним и тем же количеством юношей, надо вычесть из этой суммы число от 0 до 30 так, чтобы разность разделилась на 30 . Но единственное подходящее для этого число 15 по условию вычесть нельзя.

Задача 048

В компании из 100 человек любые десять человек имеют общего знакомого среди остальных. Докажите, что любые пять человек из этой компании имеют не менее шести общих знакомых среди остальных.

Подсказка

Предположим, что нашлись пять человек, которые имеют не более пяти общих знакомых. Рассмотрим десятку, содержащую этих пятерых человек и всех их общих знакомых.

Решение

Предположим, что нашлись пять человек, которые имеют не более пяти общих знакомых. Рассмотрим десятку, содержащую этих пятерых человек и всех их общих знакомых. По условию выбранные 10 человек имеют общего знакомого, но тогда мы нашли ещё одного общего знакомого для пятерых человек. Противоречие.

Задача 051

По кругу расставлено 100 красных и 100 синих точек. Петя и Вася играют в игру. Ходят по очереди, начинает Петя. Каждый из игроков своим ходом может соединить отрезком красную точку с синей, если они ешё не соединень. Выигрывает тот, кто первым получит цикл длины 4. Кто из мальчиков может обеспечить себе победу независимо от действий соперника?

Подсказка

Цикл длины 4 можно получить, только соединив концы цепи длины 3. Поэтому тот, после хода которого образуется цепь длины 3, проиграл.

Решение

Ответ. Вася.

Решение. Цикл длины 4 можно получить, только соединив концы цепи длины 3. Поэтому тот, после хода которого образуется цепь длины 3, проиграл. Значит, концы цепи длины 2 соединять с другими точками нельзя. Стратегия Васи: после каждого хода Пети соединять ту же красную точку с какой-то синей, которая ещё не соединена ни с какой другой. Тогда после каждой пары ходов Пети и Васи число не соединённых с другими синих точек будет уменьшаться на 2 , и после 50 -го хода Васи каждая синяя точка будет концом цепи длины 2. Своим 51-м ходом Петя создаст цепь длины 3 и проиграет.

Задача 054

В группе школьников некоторые знакомы между собой, а некоторые нет. Оказалось, что если какой-то школьник знаком хотя бы с 20 другими школьниками, то все его знакомые незнакомы между собой. Кроме того, если школьник незнаком хотя бы с 20 другими школьниками, то все его незнакомые знакомы между собой. Найдите максимальное возможное число школьников в такой группе.

Подсказка

Пример. Пусть в группе 20 девочек и 20 мальчиков. Все девочки знакомы со всеми мальчиками, но никакие девочки не знакомы друг с другом и никакие мальчики не знакомы друг с другом. Легко видеть, что такая группа удовлетворяет условию.

Решение

Ответ: 40 школьников.

Решение. Пример. Пусть в группе 20 девочек и 20 мальчиков. Все девочки знакомы со всеми мальчиками, но никакие девочки не знакомы друг с другом и никакие мальчики не знакомы друг с другом. Легко видеть, что такая группа удовлетворяет условию.

Оценка. Предположим, что у какого-то школьника A есть хотя бы 21 знакомый B_{1}, B_{2}, \ldots, B_{21}. По условию, все его знакомые незнакомы. Но тогда у школьника B_{1} есть 20 незнакомых B_{2}, \ldots, B_{21} и они незнакомы друг с другом. Противоречие. Следовательно, у каждого школьника не более 20 знакомых и, аналогично, не более 20 незнакомых. Тогда школьников всего не более 41. Осталось доказать, что невозможен случай, когда школьников ровно 41 . Пусть так. Тогда у школьника A ровно 20 знакомых B_{1}, B_{2}, \ldots, B_{20} и ровно 20 незнакомых C_{1}, C_{2}, \ldots, C_{20}. Причем все B_{i} попарно незнакомы, а все C_{i} попарно знакомы. У B_{1} также должно быть ровно 20 знакомых, которые незнакомы между собой. Он уже знает A и не знает никого из B_{i}. Следовательно, он знаком с хотя бы 19 школьниками из C_{i}. Но C_{i} попарно знакомы. Противоречие.

Задача 062

B стране n городов, один из которых является столицей. Между некоторыми парами городов налажено авиасообщение. Расстоянием между городами называется минимальное количество перелетов, которые необходимо совершить, чтобы добраться от одного города до другого. Правительство хочет закрыть авиасообщение между некоторыми парами городов, но чтобы расстояние от столицы до любого другого города не изменилось. Известно, что существует нечетное количество способов, которыми правительство может это сделать. В том числе считается способ, в котором не закрывается ничего.
Докажите, что нельзя, стартовав в некотором городе и совершив нечетное число перелетов, вернуться обратно в него.

Подсказка

Подвесим граф за вершину-столицу С. Вспомним, что вершины i-го яруса определяются в точности как те вершины, расстояние от которых до C равно i.

Решение

Введём граф, в котором вершины — города, рёбра — наличие авиасообщения. Подвесим граф за вершину-столицу С. Вспомним, что вершины i-го яруса определяются в точности как те вершины, расстояние от которых до C равно i. В таком графе рёбра могут быть либо внутри одного яруса, либо между ярусами с номерами, отличающимися на 1. Мы рассматриваем множества ребер, при удалении которых сохраняется ярус каждой вершины в нашем графе, будем называть их интересными. Если некоторое ребро v соединяет две вершины одного яруса, то при включении или исключении v интересность множества ребер не меняется. Таким образом, все интересные множества разбиваются на пары, что противоречит условию. Следовательно, в графе нет ребер, соединяющих вершины одного яруса. Тогда в любом цикле ярусы соседних вершин отличаются на 1 , тем самым они имеют разную четность. Значит, любой цикл в данном графе имеет четную длину, что и требовалось.