У лягушонка Паддлса есть ряд из n (где n ≥ 2) кувшинок, пронумерованных от 1 до n, с расстоянием в 1 единицу между соседними кувшинками. Он находится на кувшинке 1 и хочет посетить кувшинки с 2 по n по одному разу, прежде чем вернуться обратно на кувши...
У лягушонка Паддлса есть ряд из n (где n ≥ 2) кувшинок, пронумерованных от 1 до n, с расстоянием в 1 единицу между соседними кувшинками. Он находится на кувшинке 1 и хочет посетить кувшинки с 2 по n по одному разу, прежде чем вернуться обратно на кувшинку 1. Однако он может прыгать не более чем на 3 единицы за раз. Пусть f(n) — максимально возможное общее расстояние путешествия Паддлса, начинающегося с кувшинки 1 и заканчивающегося возвращением на кувшинку 1. Какое значение имеет лимит, когда n стремится к бесконечности, для отношения f(n) к n?
Чтобы решить эту задачу, давайте разберем, как лягушонок Паддлс может перемещаться по кувшинкам и как это влияет на общее расстояние его путешествия.
Шаг 1: Понимание перемещения
Лягушонок может прыгать на расстояние от 1 до 3 единиц. Это значит, что он может:
- Перейти на соседнюю кувшинку (на 1 единицу),
- Перейти через одну кувшинку (на 2 единицы),
- Перейти через две кувшинки (на 3 единицы).
Шаг 2: Максимизация расстояния
Чтобы максимизировать общее расстояние, Паддлс должен использовать свои прыжки так, чтобы как можно больше раз менять направление. Например, он может прыгнуть на 3 кувшинки вперед, а затем вернуться на 2 или 1 кувшинку, чтобы увеличить общее расстояние.
Шаг 3: Стратегия путешествия
1. Паддлс начинает с кувшинки 1.
2. Он может прыгнуть на 3 кувшинки вперед к кувшинке 4.
3. Затем он может прыгнуть на 2 кувшинки назад к кувшинке 2.
4. Далее он может прыгнуть на 3 кувшинки вперед к кувшинке 5, затем на 3 кувшинки к кувшинке 8, и так далее.
Паддлс может использовать эту стратегию для достижения кувшинок 2 до n, а затем вернуться обратно к кувшинке 1.
Шаг 4: Вычисление общего расстояния
Если Паддлс использует свои прыжки оптимально, он может пройти расстояние, равное:
- Для каждой кувшинки, которую он посещает, он будет прыгать вперед и назад, что увеличивает общее расстояние.
Таким образом, общее расстояние f(n) будет примерно пропорционально n, но с учетом дополнительных прыжков, которые он делает, чтобы вернуться.
Шаг 5: Определение лимита
Теперь мы хотим найти лимит отношения f(n) к n, когда n стремится к бесконечности. Поскольку общее расстояние f(n) будет расти линейно с n, можно предположить, что:
lim (n -> ∞) f(n) / n = C, где C - константа.
При оптимальных прыжках Паддлса, это значение будет близко к 3, так как он может прыгать на 3 единицы и возвращаться, что увеличивает общее расстояние.
Ответ: Лимит, когда n стремится к бесконечности, для отношения f(n) к n равен 3.