Чтобы определить количество клеток, которые нужно закрасить на квадратном щите, давайте сначала проанализируем, как устроены кольца на щите.
Мы знаем, что щит состоит из чередующихся белых и черных колец, начиная с белого в центре. Каждое кольцо имеет ширину в одну клетку.
Разделим задачу на шаги:
Определение размеров щита:
- Для \( N = 11 \) (щит 11x11) и \( N = 19 \) (щит 19x19), центр будет на позиции \((6,6)\) для первого случая и \((10,10)\) для второго, с учетом, что индексация начинается с 1.
Определение колец:
- Каждое кольцо добавляет 1 клетку к каждому краю щита. Таким образом, первый слой (кольцо) будет иметь ширину 1, второй слой – ширину 1 и т.д.
- Для щита размером \( N \), количество колец (или слоев) будет равно \( \frac{N}{2} \) (если N нечетное, то получится \( \frac{N-1}{2} \) полных колец).
Подсчет закрашенных клеток:
- Центральная клетка занимает 1 клетку.
- Каждое кольцо окружает предыдущие и дополняет к количеству клеток, которое нужно закрасить.
- Формула для клеток с кольцами:
\[ \text{Клетки кольца} = 4 \times (слой)^2 \] - Не забывайте, что кольца на углах будут пересчитываться дважды, поэтому мы учитываем переполнения.
Теперь подытожим для \( N = 11 \) и \( N = 19 \).
Пример с \( N = 11 \):
- Всего клеток: \( 11 \times 11 = 121 \)
- У нас 6 полных колец (средняя клетка белая, затем черное, белое и далее):
- Первое кольцо: \( 4 \times 1^2 = 4 \)
- Второе кольцо: \( 4 \times 2^2 = 16 \)
- Третье кольцо: \( 4 \times 3^2 = 36 \)
- Четвертое кольцо: \( 4 \times 4^2 = 64 \)
Сложим: \[ 4 + 16 + 36 + 64 = 120 \]
- Поскольку у нас остается одна белая клетка в центре, нам нужно закрасить \( 121 - 1 = 120 \).
Пример с \( N = 19 \):
- Всего клеток: \( 19 \times 19 = 361 \)
- У нас 9 полных колец:
- Первое кольцо: \( 4 \times 1^2 = 4 \)
- Второе кольцо: \( 4 \times 2^2 = 16 \)
- Третье кольцо: \( 4 \times 3^2 = 36 \)
- Четвертое кольцо: \( 4 \times 4^2 = 64 \)
- Пятое кольцо: \( 4 \times 5^2 = 100 \)
- Шестое кольцо: \( 4 \times 6^2 = 144 \)
- Седьмое кольцо: \( 4 \times 7^2 = 196 \)
- Восьмое кольцо: \( 4 \times 8^2 = 256 \)
- Девятое кольцо: \( 4 \times 9^2 = 324 \)
Сложим: \[ 4 + 16 + 36 + 64 + 100 + 144 + 196 + 256 + 324 = 1,172 \]
- Поскольку у нас остается одна белая клетка в центре, нам нужно закрасить \( 361 - 1 = 360 \).
Итак, ответ:
- Для \( N = 11 \) нужно закрасить 120 клеток.
- Для \( N = 19 \) нужно закрасить 360 клеток.
