سوال ۱۸

دو عدد ۱ روی تخته سیاه نوشته شده است. شما می‌توانید یکی از سه کار زیر را بر روی این اعداد انجام دهید.

هدف این است که با کم‌ترین تعداد استفاده از عملیات «سه برابر»٬ عدد $x$ روی تخته‌سیاه نوشته شود. این کم‌ترین تعداد را $n_x$ می‌نامیم. برای مثال٬ $n_۳ = ۰$ خواهد بود. چون بدون استفاده از عملیات «سه برابر» می‌توان عدد ۳ را با یک‌ بار استفاده از عملیات «دو برابر» و یک‌ بار استفاده از عملیات «جمع» نوشت.

$n_{۳۰}$ و $n_{۴۰}$ کدام هستند؟

  1. $n_{۴۰} = ۰$ ٫ $n_{۳۰} = ۲$
  2. $n_{۴۰} = ۱$ ٫ $n_{۳۰} = ۱$
  3. $n_{۴۰} = ۱$ ٫ $n_{۳۰} = ۰$
  4. $n_{۴۰} = ۰$ ٫ $n_{۳۰} = ۰$
  5. $n_{۴۰} = ۰$ ٫ $n_{۳۰} = ۱$

پاسخ

گزینه‌ی (۵) درست است.

در صورتی که از عمل سه‌برابر استفاده نکنیم در نهایت دو عدد خواهیم داشت که توانی از ۲ هستند. پس تنها اعدادی را می‌توانیم بسازیم که در بسط مبنای ۲ی خود حداکثر دو رقم یک داشته باشند. پس $n_{40}=0$.

باتوجه به اینکه عدد ۳۰ در بسط مبنای ۲ی خود ۴ رقم یک دارد پس حداقل یک‌بار باید از عملیات سه‌برابر استفاده کند.

مثال: ابتدا اعداد ۸ و ۲ را می‌سازیم و آن‌ها را با هم جمع می‌کنیم. حال عدد ۱۰ را با عملیات سه‌برابر به ۳۰ تبدیل می‌کنیم.