یک گراف $26 \choose 6$ رأسی داریم که هر رأس آن متناظر با یک رشتهی دودویی به طول ۲۶ با ۲۰ رقمِ صفر و ۶ رقمِ یک است. در این گراف، بین دو رأس متفاوت، یال (بدون جهت) میگذاریم اگر و تنها اگر رشتهی متناظر با یکی از آنها با یک «شیفت دوری»، قابل تبدیل به رشتهی متناظر با رأس دیگر باشد. عملیات شیفت دوری روی یک رشتهی دودویی را اینگونه تعریف میکنیم که راستترین رقم رشته را حذف، و آن را در چپترین جایگاه رشته اضافه میکنیم. برای مثال، شیفت دوری رشتهی ۱۰۰۰۱۰۱، رشتهی ۱۱۰۰۰۱۰ را نتیجه میدهد. تعداد مؤلفههای همبندی این گراف را بشمارید.
راهنمایی
فرض کنید ارقام هر رشته را دور یک دایره چیده باشیم و این دایره را «دایرهی ارقام» آن رشته بنامیم. رئوس معادل دو رشته به هم یال دارند، اگر دایرهی ارقامشان با چرخش به یکدیگر تبديل شود. به کمک این دیدگاه، آیا میتوان مشخص کرد که چه رشتههایی در یک مولفه قرار میگیرند؟
راهنمایی
روشن است که یک رشته بعد از حداکثر $26$ مرحله انجام عمل شیفت دوری به رشتهی اولیه تبديل میگردد. اگر یک رشته بعد از $k$ مرحله برای اولین بار به خودش تبديل شود، یعنی در تمام $k-1$ مرحلهی میانی، رشتههای متفاوتی ظاهر شدهاند و از این پس نیز به همين ترتیب در مراحل ظاهر میشوند. بنابراین این رشتهها در یک مولفهی همبندی قرار میگیرند. آیا با محاسبهی تعداد تکرارهای هر رشته میتوان تعداد مولفههای گراف را محاسبه کرد؟
راهنمایی
با توجه به دایرهی ارقام رشتهها، هر رشته از صفر و یک را میتوان با یک رشته از تعداد صفرهای بین هر دو یک معادل کرد و مسئله را از این دید بررسی کرد.
راهنمایی
برای هر $1\leq k$ هر رشته در چه صورت بعد از $k$ مرحله شیفت دوری به خودش میرسد؟
راهنمایی
اگر از دیدگاه تعداد صفرهای بین دو یک به مسئله نگاه کنیم، روشن است که دو رشته بعد از $k$ مرحله باهم یکسان خواهند بود، اگر و تنها اگر به ازای هر $i$، تعداد صفرهای بازهی $i$ام قبل از انجام $k$ مرحله و بعد از انجام $k$ مرحله یکسان باشند.
رشتههای مسئله را با در نظر گرفتن $k$های مختلف، دستهبندی و بررسی کنید.