V dávnych časoch Herkules bojoval so štvorhlavou hydrou. To by nebolo zaujímavé, keby hydra nebola skoro nesmrteľná.
Keď jej Herkules odťal jednu hlavu neostala jedna trojhlavá ale dve trojhlavé hydry. Keď potom odťal hlavu jednej z tých trojhlavých, nevznikla jedna dvojhlavá hydra ale tri dvojhlavé. Keď odťal hlavu jednej z dvojhlavých, vznikli z nej štyri jednohlavé.
Pri takomto postupe by po treťom odseknutí hlavy, boli z pôvodnej štvorhlavej hydry jedna trojhlavá, dve dvojhlavé a štyri jednohlavé.
Všeobecne:
Keď Herkules odtne hlavu n-hlavej hydre, vznikne nie (n-1)hlavá hydra ale (K+1) (n-1)hlavých hydier. Kde K je počet hláv, ktoré Herkules hydre/hydrám už odťal.
Keď odtne hlavu jednohlavej hydre, táto hydra zanikne v ohni pekelnom. Samozrejme K sa zvýši – hlavu odťal.
Vašou úlohou je nájsť najlepší a najhorší postup, t. j. koľkokrát musí Herkules odťať hlavu, ak si to dobre premyslel a nechce sa trápiť, a koľkokrát ak si to dobre premyslel a chce čo najviac trénovať.
Ako dlho mu to bude trvať v jednotlivých variantoch, ak každú sekundu odtne jednu hlavu?
Nájsť postupy nie veľký problém ale spočítať trvanie už áno. Preto malá pomoc: Minizápas bude trvať niečo nad minútu. Maxi zápas niečo “málo” nad 700 000 rokov.
Pre zaujímavosť, ak by na začiatku boli tri trojhlavé hydry, tak by počet seknutí pri najdlhšom postupe bol \( \approx 1,0236\times 10^{167696}\), t. j. číslom majúcim 167 696 miest. (Počet atómov vo viditeľnom vesmíre je približne \( 10^{80}\), teda číslo majúce iba 80 miest.)
Riešenie
Najrýchlejší postup: Odťať vždy hlavu najhlavatejšej hydre
1-hlavé | 2-hlavé | 3-hlavé | 4-hlavé | Počet odseknutých hláv (sekúnd) | |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
0 | 0 | 2 | 0 | 1 | |
0 | 3 | 1 | 0 | 2 | |
0 | 7 | 0 | 0 | 3 | |
5 | 6 | 0 | 0 | 4 | |
11 | 5 | 0 | 0 | 5 | |
18 | 4 | 0 | 0 | 6 | |
26 | 3 | 0 | 0 | 7 | |
35 | 2 | 0 | 0 | 8 | |
45 | 1 | 0 | 0 | 9 | |
56 | 0 | 0 | 0 | 10 | |
0 | 0 | 0 | 0 | 66 |
Najdlhší postup: Odťať vždy hlavu najmenej hlavatej hydre.
1-hlavé | 2-hlavé | 3-hlavé | 4-hlavé | Počet odseknutých hláv (sekúnd) |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 0 | 2 | 0 | 1 |
0 | 3 | 1 | 0 | 2 |
4 | 2 | 1 | 0 | 3 |
0 | 2 | 1 | 0 | 7 |
9 | 1 | 1 | 0 | 8 |
0 | 1 | 1 | 0 | 17 |
19 | 0 | 1 | 0 | 18 |
0 | 0 | 1 | 0 | 37 |
0 | 39 | 0 | 0 | 38 |
40 | 38 | 0 | 0 | 39 |
0 | 38 | 0 | 0 | 79 |
81 | 37 | 0 | 0 | 80 |
0 | 37 | 0 | 0 | 161 |
163 | 36 | 0 | 0 | 162 |
0 | 36 | 0 | 0 | 325 |
327 | 35 | 0 | 0 | 326 |
0 | 35 | 0 | 0 | 653 |
655 | 34 | 0 | 0 | 654 |
0 | 34 | 0 | 0 | 1 309 |
1 311 | 33 | 0 | 0 | 1 310 |
0 | 33 | 0 | 0 | 2 621 |
2 623 | 32 | 0 | 0 | 2 622 |
0 | 32 | 0 | 0 | 5 245 |
5 247 | 31 | 0 | 0 | 5 246 |
0 | 31 | 0 | 0 | 10 493 |
10 495 | 30 | 0 | 0 | 10 494 |
0 | 30 | 0 | 0 | 20 989 |
20 991 | 29 | 0 | 0 | 20 990 |
0 | 29 | 0 | 0 | 41 981 |
41 983 | 28 | 0 | 0 | 41 982 |
0 | 28 | 0 | 0 | 83 965 |
83 967 | 27 | 0 | 0 | 83 966 |
0 | 27 | 0 | 0 | 167 933 |
167 935 | 26 | 0 | 0 | 167 934 |
0 | 26 | 0 | 0 | 335 869 |
335 871 | 25 | 0 | 0 | 335 870 |
0 | 25 | 0 | 0 | 671 741 |
671 743 | 24 | 0 | 0 | 671 742 |
0 | 24 | 0 | 0 | 1 343 485 |
1 343 487 | 23 | 0 | 0 | 1 343 486 |
0 | 23 | 0 | 0 | 2 686 973 |
2 686 975 | 22 | 0 | 0 | 2 686 974 |
0 | 22 | 0 | 0 | 5 373 949 |
5 373 951 | 21 | 0 | 0 | 5 373 950 |
0 | 21 | 0 | 0 | 10 747 901 |
10 747 903 | 20 | 0 | 0 | 10 747 902 |
0 | 20 | 0 | 0 | 21 495 805 |
21 495 807 | 19 | 0 | 0 | 21 495 806 |
0 | 19 | 0 | 0 | 42 991 613 |
42 991 615 | 18 | 0 | 0 | 42 991 614 |
0 | 18 | 0 | 0 | 85 983 229 |
85 983 231 | 17 | 0 | 0 | 85 983 230 |
0 | 17 | 0 | 0 | 171 966 461 |
171 966 463 | 16 | 0 | 0 | 171 966 462 |
0 | 16 | 0 | 0 | 343 932 925 |
343 932 927 | 15 | 0 | 0 | 343 932 926 |
0 | 15 | 0 | 0 | 687 865 853 |
687 865 855 | 14 | 0 | 0 | 687 865 854 |
0 | 14 | 0 | 0 | 1 375 731 709 |
1 375 731 711 | 13 | 0 | 0 | 1 375 731 710 |
0 | 13 | 0 | 0 | 2 751 463 421 |
2 751 463 423 | 12 | 0 | 0 | 2 751 463 422 |
0 | 12 | 0 | 0 | 5 502 926 845 |
5 502 926 847 | 11 | 0 | 0 | 5 502 926 846 |
0 | 11 | 0 | 0 | 11 005 853 693 |
11 005 853 695 | 10 | 0 | 0 | 11 005 853 694 |
0 | 10 | 0 | 0 | 22 011 707 389 |
22 011 707 391 | 9 | 0 | 0 | 22 011 707 390 |
0 | 9 | 0 | 0 | 44 023 414 781 |
44 023 414 783 | 8 | 0 | 0 | 44 023 414 782 |
0 | 8 | 0 | 0 | 88 046 829 565 |
88 046 829 567 | 7 | 0 | 0 | 88 046 829 566 |
0 | 7 | 0 | 0 | 176 093 659 133 |
176 093 659 135 | 6 | 0 | 0 | 176 093 659 134 |
0 | 6 | 0 | 0 | 352 187 318 269 |
352 187 318 271 | 5 | 0 | 0 | 352 187 318 270 |
0 | 5 | 0 | 0 | 704 374 636 541 |
704 374 636 543 | 4 | 0 | 0 | 704 374 636 542 |
0 | 4 | 0 | 0 | 1 408 749 273 085 |
1 408 749 273 087 | 3 | 0 | 0 | 1 408 749 273 086 |
0 | 3 | 0 | 0 | 2 817 498 546 173 |
2 817 498 546 175 | 2 | 0 | 0 | 2 817 498 546 174 |
0 | 2 | 0 | 0 | 5 634 997 092 349 |
5 634 997 092 351 | 1 | 0 | 0 | 5 634 997 092 350 |
0 | 1 | 0 | 0 | 11 269 994 184 701 |
11 269 994 184 703 | 0 | 0 | 0 | 11 269 994 184 702 |
0 | 0 | 0 | 0 | 22 539 988 369 405 |