یک جدول $4 \times 4$ داریم و میخواهیم هر یک از خانههای آن را با سیاه یا سفید رنگ کنیم. یک خانه را امن گوییم، اگر در ستون اوّل، ستون آخر و سطر پایین نباشد و همچنین هر سه خانهی مجاور چپ، راست و پایین آن سیاه باشند. به چند طریق میتوان خانههای جدول را رنگآمیزی کرد، طوری که خانهی امن نداشته باشیم؟
پاسخ
گزینه (۱) درست است.
کافی است تعداد روشهای رنگآمیزی خانههای هاشورخورده در شکل زیر را مشخص کرده و حاصل را به توان دو برسانیم، زیرا خانههای دیگر به طور مستقل و مشابه رنگآمیزی میشوند. $a_{n}$ را تعداد روشهای رنگآمیزی خانههای هاشورخورده از سطر یکم تا سطر $n$ ام (از پایین) مینامیم. به این ترتیب داریم $a_0 = 1$، $a_1 = 4$ و به ازای هر $n \ge 2$: $$a_n = 3a_{n-1} + 2a_{n-2}$$ پس مقدار $a_4$ برابر $178$ و پاسخ برابر $a_4^2 = 31684$ است.