Для решения этой задачи можно использовать метод динамического программирования. Обозначим \( a_n \) как количество способов провести опрос среди \( n \) учеников, соблюдая условия.
Рассмотрим, какие возможности есть:
- Учитель не вызывает \( n \)-го ученика. В этом случае на \( n-1 \) учениках у нас остается \( a_{n-1} \) способов.
- Учитель вызывает \( n \)-го ученика, но не вызывает \( n-1 \)-го ученика. В этом случае мы можем учитывать \( n-2 \) учеников, поэтому количество способов будет равно \( a_{n-2} \).
- Учитель вызывает \( n \)-й и \( (n-1) \)-й учеников, при этом не может быть вызван \( (n-2) \)-й. Таким образом, мы должны учитывать \( n-3 \) учеников, что дает \( a_{n-3} \) способов.
Теперь можем записать рекуррентное соотношение: \[ a_n = a_{n-1} + a_{n-2} + a_{n-3} \]
Необходимо также задать базовые случаи:
- \( a_1 = 2 \) (вызывает 1 ученика или нет)
- \( a_2 = 4 \) (вызывает обоих, первого или второго, или не вызывает никого)
- \( a_3 = 7 \) (можно вызывать 0, 1 или 2, но не 3 подряд)
Теперь можем вычислить \( a_n \) для \( n = 18 \) по рекуррентному соотношению.
Вычислим последовательно \( a_n \) до \( n = 18 \):
- \( a_4 = a_3 + a_2 + a_1 = 7 + 4 + 2 = 13 \)
- \( a_5 = a_4 + a_3 + a_2 = 13 + 7 + 4 = 24 \)
- \( a_6 = a_5 + a_4 + a_3 = 24 + 13 + 7 = 44 \)
- \( a_7 = a_6 + a_5 + a_4 = 44 + 24 + 13 = 81 \)
- \( a_8 = a_7 + a_6 + a_5 = 81 + 44 + 24 = 149 \)
- \( a_9 = a_8 + a_7 + a_6 = 149 + 81 + 44 = 274 \)
- \( a_{10} = a_9 + a_8 + a_7 = 274 + 149 + 81 = 504 \)
- \( a_{11} = a_{10} + a_9 + a_8 = 504 + 274 + 149 = 927 \)
- \( a_{12} = a_{11} + a_{10} + a_9 = 927 + 504 + 274 = 1705 \)
- \( a_{13} = a_{12} + a_{11} + a_{10} = 1705 + 927 + 504 = 3136 \)
- \( a_{14} = a_{13} + a_{12} + a_{11} = 3136 + 1705 + 927 = 5768 \)
- \( a_{15} = a_{14} + a_{13} + a_{12} = 5768 + 3136 + 1705 = 10609 \)
- \( a_{16} = a_{15} + a_{14} + a_{13} = 10609 + 5768 + 3136 = 19513 \)
- \( a_{17} = a_{16} + a_{15} + a_{14} = 19513 + 10609 + 5768 = 35890 \)
- \( a_{18} = a_{17} + a_{16} + a_{15} = 35890 + 19513 + 10609 = 66012 \)
Таким образом, количество различных вариантов для проведения опроса среди 18 учеников равно \( a_{18} = 66012 \).