Конкурс по решению исследовательских задач
- Подробности
- Сравнение весов
Имеется N предметов разного веса, а также весы без гирь. На весах можно сравнивать вес любых двух предметов. Какое минимальное число взвешиваний необходимо для установления порядка весов данных предметов?
- Покрытие для линий
Найти фигуру минимальной площади, которой можно накрыть любую плоскую линию единичной длины.
- Три мухи
На плоскости нарисована замкнутая выпуклая кривая. Три мухи решили сесть на нее в разных местах и обползти ее по часовой стрелке с непостоянными и неотрицательными скоростями так, чтобы их общий центр тяжести все время оставался на месте. Всегда ли это возможно?
- Разбиение на тройки
Для каких N первые 3N натуральных чисел можно разбить на тройки чисел (А,В,С) такие, что А + В = С?
- Индивидуальная несовместимость
Вывести критерий, того, что треугольник со сторонами a, b, c помещается в треугольник со сторонами a', b', c'.
6. Имеются две повозки, которые, если смотреть на них сверху, имеют форму плоских фигур Ф1 и Ф2 (ограниченных областей с
непрерывными границами). Повозки едут навстречу друг другу по тоннелю ширины h с параллельными прямыми сторонами. При какой
наименьшей ширине hmin они смогут разъехаться в этом туннеле? Выразить hmin через подходящие геометрические
характеристики фигур Ф1 и Ф2 .
Памятка Юному Исследователю (от С.В. Августиновича).
Ознакомившись с условием задачи, немного порешав или решив ее, стоит задуматься над рядом вопросов.
- Правильно ли сформулирована задача?
- Какие сужения допускает задача?
- Какое обобщение допускает данная задача? Сформулируйте ее в максимально общих терминах, заменив числа переменными, а конкретные понятия – абстрактными именами.
- Каким образом можно сформулировать аналогичную задачу?
- Корректно ли поставлена задача? Существует ли решение? Нельзя ли сразу построить контрпример? Почему не получается его построить?
- Является ли решение задачи единственным? Если нет – сколько различных решений?
- Что изменится в задаче, если поменять некоторые из ее условий? Ослабить или усилить.
- Верно ли, что задача ТОЧНА, т.е. малейшее изменение ее параметров приведет к неверному утверждению? Является ли существенным каждое из условий?
- Можно ли в самых общих словах описать основную трудность и подходящий метод решения подобных задач? Из какой области математики задача?
- Сформулируйте задачу, как массовую (скажем, заменив числа переменными) и определите ее сложностной статус. Является ли она алгоритмически разрешимой? За полиномиальное время?
- Если задача непрерывная, сформулируйте дискретный аналог и наоборот.
- Попробуйте рассмотреть вероятностную постановку той же задачи. Что происходит почти всегда?
- Имеет ли задача игровой вариант постановки?
- Нельзя ли условие задачи снабдить иллюстрациями: кругами, стрелками, диаграммами, матрицами? Нарисуйте табличку юного исследователя.
- При каких минимальных параметрах задача впервые становится нетривиальной?
- Если напрашивается перебор вариантов, попробуйте прикинуть его объем.
- Какую программу исследований можно выдвинуть? Уместно ли использование компьютера? Какие подзадачи можно было бы поручить отдельным исследователям, если задачу решает коллектив?
- Нельзя ли что-то полезное найти в интернете? В библиотеке? У специалиста?
- Может ли понятие симметрии помочь в понимании задачи? Какова группа автоморфизмов основного объекта задачи? Какие инварианты будут полезны? Какие преобразования полезны и нетривиальны? Нельзя ли устранить граничные эффекты транзитивизацией?
- Рассмотрите самый плохой случай, опишите его. Рассмотрите минимальный контрпример и попробуйте применить к нему редукцию.
- Каково поведение основного объекта задачи при экстремальных значениях параметров? Можно ли определить его асимптотическое поведение?
- Что произойдет при малых шевелениях?
- Какие физические аналогии навевает данная задача?
- При оформлении решения всегда старайтесь обойтись минимальными средствами, добиваясь максимально возможного результата. Удалось ли этого достичь?
- Нельзя ли применить линейную алгебру?
- Нельзя ли придумать более интересную задачу?
Задача решена лишь тогда, если создана полная, исчерпывающая теория. Хорошая задача никогда не бывает РЕШЕНА.