Кратко
- \(Д = 1111\).
- Да, можно: только для буквы Б, заменив код \(11\) на \(1\).
- \(66\) различных кодовых слов.
- \(590\) стоит на 15-м месте. При выборе левого среднего поиск идёт так: \(345 \to 478 \to 567 \to 590\).
- Плотник открыл 5 дверей; использован двоичный поиск — метод половинного деления.
Разбор
9. Код для буквы Д
Уже есть коды:
- Б —
0 - В —
10 - Г —
110 - А —
1110
Удобно строить кодовое дерево. Все занятые коды находятся на ветвях:
0 — Б
10 — В
110 — Г
1110 — А
После кода 1110 ближайшее свободное продолжение — 1111. Оно не является началом другого кода, и другие коды не являются его началом.
Почему нельзя короче? Например, если взять 111, то:
1110 = А
1110 = Д + Б = 111 + 0
Получается два разных прочтения. Аналогично более короткие варианты конфликтуют с уже имеющимися кодами.
Ответ: \(Д = 1111\).
10. Можно ли сократить троичный код
Исходный код:
А — 0
Б — 11
В — 20
Г — 21
Д — 22
Можно заменить:
Б: 11 → 1
Получим код:
А — 0
Б — 1
В — 20
Г — 21
Д — 22
Теперь ни одно кодовое слово не является началом другого, значит декодирование остаётся однозначным.
Другие сокращения не подходят. Например:
- если дать какой-то букве код
1, кроме Б, то11можно будет прочитать как Б или как две такие буквы; - если дать код
2, то2станет началом слов20,21,22, и возникнет неоднозначность. Например, при В =2слово22читается и как Д, и как ВВ.
Ответ: да, можно: только \(Б: 11 \to 1\).
11. Число кодовых слов длины 4
Каждое слово состоит из 4 букв, алфавит: А, Р, У — всего 3 буквы.
Всего слов:
\[ 3^4 = 81 \]
Теперь вычтем «плохие» слова, где есть три одинаковые буквы подряд.
Такие три буквы могут стоять:
- на местах 1–3: \(3 \cdot 3 = 9\) слов;
- на местах 2–4: \(3 \cdot 3 = 9\) слов.
Но слова из четырёх одинаковых букв посчитаны дважды: таких слов \(3\).
Значит, плохих слов:
\[ 9 + 9 - 3 = 15 \]
Хороших слов:
\[ 81 - 15 = 66 \]
Ответ: \(66\).
12. Поиск числа 590 методом половинного деления
Пронумеруем элементы:
1 2 3 4 5 6 7 8
061 087 154 180 208 230 290 345
9 10 11 12 13 14 15 16
367 389 456 478 523 567 590 612
Будем брать средний элемент, округляя номер вниз.
Весь массив, середина — №8, число \(345\).
\(590 > 345\), значит ищем в правой части: №9–16.Середина №12 — \(478\).
\(590 > 478\), остаётся №13–16.Середина №14 — \(567\).
\(590 > 567\), остаётся №15–16.Середина №15 — \(590\).
Число найдено.
Ответ: \(590\) найдено за 4 проверки:
\[
345 \to 478 \to 567 \to 590.
\]
Если при чётном числе элементов брать правую середину, шаги будут:
\[
367 \to 523 \to 590,
\]
но принцип остаётся тем же — каждый раз отбрасывается примерно половина оставшихся чисел.
13. Задача «Склад»
Известно, что заполнены склады №1–15, а №16 пуст.
Плотник действует так:
Открывает №16 — пусто.
Значит, первый незаполненный склад находится среди №1–15.Открывает №8 — заполнен.
Значит, искать нужно в №9–15.Открывает №12 — заполнен.
Остаётся №13–15.Открывает №14 — заполнен.
Остаётся №15.Открывает №15 — заполнен.
Значит, все склады до №15 заполнены, а первый незаполненный — №16.
Всего открытий:
\[ 16,\ 8,\ 12,\ 14,\ 15 = 5 \]
Ответ: 5 дверей.
Использован метод половинного деления, или двоичный поиск.
