Sākums

LV.AMO.2025.11.4   lv

Cik dažādos veidos skaitli \(12\) var izteikt kā vieninieku, divnieku un četrinieku summu? Veidi, kas atšķiras ar saskaitāmo secību, ir uzskatāmi par dažādiem. Piemēram, skaitli \(4\) var izteikt sešos dažādos veidos: \(1+1+1+1=1+1+2=1+2+1=2+1+1=2+2=4\).

Hide solution

Atrisinājums

Atbilde: \(520\) veidos.

Apzīmēsim ar \(a_n\) to, cik dažādos veidos skaitli \(n\) var izteikt kā vieninieku, divnieku un četrinieku summu.

Tādā gadījumā \(a_1=1\), \(a_2=2\) (jo \(2=1+1=2\)), \(a_3=3\) (jo \(3=1+1+1=1+2=2+1\)) un \(a_4=6\) (kā uzdevumā dotajā piemērā). Visiem pārējiem \(n\geq 5\) izteiksim \(a_n\) rekurenti no iepriekšējām vērtībām.

Visus dažādos veidus kā skaitli \(n\) var izteikt kā vieninieku divnieku un četrinieku summu var sadalīt \(3\) grupās:

  • tie, kas sākas ar \(1\). Tādā gadījumā visi pārējie summas locekļi summā dod \(n-1\), tātad šādu veidu ir tieši \(a_{n-1}\).
  • tie, kas sākas ar \(2\). Tādā gadījumā visi pārējie summas locekļi summā dod \(n-2\), tātad šādu veidu ir tieši \(a_{n-2}\).
  • tie, kas sākas ar \(4\). Tādā gadījumā visi pārējie summas locekļi summā dod \(n-4\), tātad šādu veidu ir tieši \(a_{n-4}\).

No tā mēs varam secināt, ka visiem \(n\geq 5\) ir spēkā \(a_n=a_{n-1}+a_{n-2}+a_{n-4}\). Izmantojot šo, varam aprēķināt prasīto vērtību:

\[ a_5=a_4+a_3+a_1=6+3+1=10 \]

\[ a_6=a_5+a_4+a_2=10+6+2=18 \]

\[ a_7=a_6+a_5+a_3=18+10+3=31 \]

\[ a_8=a_7+a_6+a_4=31+18+6=55 \]

\[ a_9=a_8+a_7+a_5=55+31+10=96 \]

\[ a_{10}=a_9+a_8+a_6=96+55+18=169 \]

\[ a_{11}=a_{10}+a_9+a_7=169+96+31=296 \]

\[ a_{12}=a_{11}+a_{10}+a_8=296+169+55=520 \]