В государстве 28 городов располагаются на территории областей так, что любые два города из одной области соединены дорогой и никакие два города из разных областей дорогой не соединены. Оказалось, что ответственность за состояние дорог можно распределить между двумя региональными министерствами следующим образом: не найдётся таких трёх городов А, В, С из одной области, чтобы дороги АВ, ВС и СА обслуживались бы одним министерством. Какое наибольшее число дорог может быть в этом государстве?
Математика 6 класс Комбинаторика математика 6 класс комбинаторика графы дороги между городами задачи на логику распределение ответственности максимальное число дорог области и города теорема о графах задачи на количество дорог
Для решения этой задачи нам нужно понять, как можно распределить города и дороги так, чтобы соблюсти условия, указанные в условии задачи.
1. Понимание проблемы: У нас есть 28 городов, которые располагаются по областям. В каждой области все города соединены друг с другом дорогами. Однако, важно, чтобы в каждой области не было трёх городов, дороги между которыми обслуживались бы одним министерством. Это значит, что дороги должны быть распределены между двумя министерствами так, чтобы не образовывались треугольники из трёх городов, обслуживаемых одним министерством.
2. Графы и цветование: Эту задачу можно представить в виде графа, где города - это вершины, а дороги - рёбра. Условие о том, что не должно быть трёх городов, обслуживаемых одним министерством, говорит нам о том, что мы не можем иметь треугольников в графе, который мы создаём. Это также означает, что мы можем использовать двухцветное раскрашивание графа.
3. Максимальное количество рёбер: Для того чтобы максимизировать количество рёбер (дорог) в графе, мы можем использовать так называемый "двудольный граф". В двудольном графе можно иметь максимальное количество рёбер, если мы будем делить города на две группы (доли), и каждая группа будет соединена с другой, но внутри группы не будет соединений.
4. Распределение городов: Поскольку у нас есть 28 городов, мы можем разделить их на две группы. Пусть в одной группе будет 14 городов, а в другой - также 14 городов. В этом случае, каждый город из первой группы будет соединён с каждым городом из второй группы. Это создаст максимальное количество рёбер.
5. Расчёт количества дорог: Количество рёбер (дорог) в двудольном графе можно вычислить по формуле: количество рёбер = количество вершин в первой группе × количество вершин во второй группе. В нашем случае это будет:
Таким образом, максимальное количество дорог, которое может быть в этом государстве, составляет 196.