2019-06-03
На шахматную доску произвольным образом уложили 32 доминошки (прямоугольника $1 \times 2$), так что доминошки не перекрываются. Затем к доске добавили одну клетку, как показано на рис. Разрешается вынимать любую доминошку, а затем класть ее на две соседние пустые клетки. Докажите, что можно расположить все доминошки горизонтально.
Решение:
Все доминошки занимают 64 клетки, поэтому одна клетка всегда свободна. Будем называть ее дыркой. Заметим сначала, что если в (горизонтальном) ряду с дыркой есть хотя бы одна вертикальная доминошка, то одну из таких доминошек можно сделать горизонтальной. Действительно, для этого достаточно сдвинуть все горизонтальные доминошки, находящиеся между дыркой и вертикальной доминошкой, после чего повернуть вертикальную доминошку. Будем повторять такую операцию, пока дырка не окажется в ряду без вертикальных доминошек (это обязательно случится, так как после каждой операции число вертикальных доминошек уменьшается).
Когда указанный процесс остановится, дырка будет находиться в верхнем ряду: действительно, дырка окажется в ряду, в котором все доминошки горизонтальны, а, значит, в этом ряду нечетное число клеток. Но во всех рядах, кроме верхнего, число клеток четно.
Начнем строить «змею»: передвинем дырку в верхний левый угол и сделаем вертикальной доминошку, оказавшуюся под дыркой («змея» занимает весь верхний ряд, см. рис. а). Теперь рассмотрим оставшуюся часть доски. Применим процесс, описанный в первом абзаце, к этой части. После этого дырка окажется во втором сверху ряду, причем в этом ряду будет только одна вертикальная доминошка (рис. б). Передвинем теперь дырку в правый конец второго ряда и сделаем оказавшуюся под ней доминошку вертикальной. «Змея» теперь занимает уже два верхних ряда (рис. в).
Повторяя эти операции, в итоге получим «змею», составленную из всех доминошек (рис. а). Теперь, если «змея переползет» на одну клетку вперед, то все доминошки станут горизонтальными (рис. б).
