Почему доску нельзя замостить
Выбирать сохраняющуюся величину · Доказывать невозможность покрытий
В этом занятии
- Выбирать сохраняющуюся величину
- Доказывать невозможность покрытий
- Различать необходимое условие и достаточное
Пригодится: Рекомендуем сначала пройти «Оставь сопернику неудобное число».
Разберёмся перед практикой+
Почему доску нельзя замостить
Инвариант — свойство, которое сохраняет каждый разрешённый шаг. Для покрытия клетчатой доски домино полезно шахматное раскрашивание: соседние по стороне клетки имеют разные цвета. Каждая плитка 1 × 2 закрывает ровно одну тёмную и одну светлую клетку.
Если вся оставшаяся доска покрыта без наложений, числа клеток двух цветов должны совпадать. Удалим два противоположных угла доски 4 × 4: оба угла одного цвета. Было по восемь клеток каждого цвета, осталось шесть одного и восемь другого; домино не могут исправить этот дисбаланс.
Равенство цветов необходимо, но в произвольной фигуре недостаточно. Например, две изолированные клетки разных цветов не соединены стороной, и одно домино их не накроет. Для существования покрытия нужен конкретный способ или более сильное доказательство, а не только отсутствие одной преграды.
Выбирая инвариант, сопоставляйте его именно с допустимыми ходами. Если разрешить плитку, покрывающую две клетки одного цвета, прежний аргумент разрушится. Доказательство невозможности работает благодаря правилам операции, а не благодаря впечатлению от рисунка.
На шахматно окрашенной доске 4 × 4 удалены верхний левый и нижний правый углы. Можно ли покрыть остаток домино 1 × 2?
- Углы имеют одинаковый цвет, поскольку суммы их координат одинаковой чётности.
- После удаления соотношение цветов 6 к 8.
- Любые семь домино закрыли бы 7 клеток каждого цвета; такое покрытие невозможно.
Попробуйте самостоятельно
Запишите рассуждения в черновик или сделайте построение на бумаге. Эти задания для самостоятельной работы: автоматической проверки и XP за них пока нет.
- Нарисуй фигуру с одинаковым числом цветов, которую всё равно нельзя покрыть домино.
- Придумай новый разрешённый ход и проверь, сохраняет ли он выбранный инвариант.
Читайте и разбирайте пример в своём темпе. К практике можно перейти, когда будете готовы.