Чтобы решить задачу о жуках на клетчатом поле 10 × 12, начнем с анализа движения жуков.
- Каждый жук начинает в клетке (1, 1) и должен добраться до клетке (10, 12). Путь жука каждый раз возможен только вправо (на одну клетку по горизонтали) или вниз (на одну клетку по вертикали).
- Для того чтобы жуку из клетки (1, 1) добраться до клетки (10, 12), ему нужно сделать 9 шагов вниз и 11 шагов вправо. Таким образом, каждый жук должен пройти 20 ходов (9 вниз + 11 вправо).
- Известно, что в нашей задаче 7 жуков.
Теперь давайте решим задачу о том, сколько клеток остается не посещёнными. Для начала представим, что каждый жук перемещается к клетке (10, 12) независимо от других. Все жуки могут пересекаться, но важно, что они могут занять одни и те же клетки по пути.
Когда жуки будут двигаться к клетке (10, 12), каждая клетка, через которую они проходят, на определенном этом пути может быть посещена. На пути от (1, 1) до (10, 12) будут посещены только те клетки, которые находятся в единственной области: от верхнего левого угла до нижнего правого. Все другие клетки, находящиеся вне этого прямоугольника, не будут посещены.
Определим количество клеток в матрице:
- В матрице 10 строк и 12 столбцов, следовательно, общее количество клеток: 10 × 12 = 120.
Теперь определим количество клеток внутри границ, которых жуки пересекают:
- Клетки, которые будет занимать один жук, будут находиться в прямоугольной области, заданной клетками от (1, 1) до (10, 12), и охватывают все клетки прямоугольника.
Поскольку все жуки в конечном итоге встречаются на клетке (10, 12), это означает, что полная область шести проходов, которые они могут зайти из (1, 1) до (10, 12) будет охватывать все клетки между этими границами.
Однако, чтобы найти количество не посещенных клеток, нам нужно понять, что в прямоугольнике остались клетки, которые жуки не пересекают. Поскольку каждый жук каждое движение делает по одинаковым правилам,...
Каждый жук может пройти вдоль каждой из клеток, поэтому всего будет пройдено максимум 1 клетка на каждый из 20 ходов. По этому, чтобы найти минимальный номер, астрофизические расчеты покажут, что в такой комбинации выбираемое количество не посещённых клеток минимально, когда жуки идут по разным путям. Это значит, что минимальное количество оставленных клеток будет:
\[ 120 - 19 = 101 \]
В конечном итоге, наименьшее количество клеток, не посещённых ни одним жуком, равно 101.