«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача М63

Условие задачи (1971, № 1) Задача М63 // Квант. — 1971. — № 1. — Стр. 39; 1971. — № 9. — Стр. 35—37.

Можно ли из 18 плиток размером $1\times 2$‍‍ выложить квадрат так, чтобы при этом не было ни одного прямого «шва», соединяющего противоположные стороны квадрата и идущего по краям плиток? (Например, такое расположение плиток, как на рисунке 1, не годится, так как здесь есть «шов» $AB$‍.)

Рис. 1
Рис. 1

А. А. Кириллов


Решение задачи (1971, № 9) Задача М63 // Квант. — 1971. — № 1. — Стр. 39; 1971. — № 9. — Стр. 35—37.

Предположим, что нам удалось выложить квадрат $6\times6$‍‍ плитками $1\times2$‍‍ без «швов». Тогда каждая из десяти прямых, разрезающих этот квадрат на клетки $1\times1$‍,‍ должна пересекать по крайней мере одну плитку $1\times2$‍.‍ Нетрудно доказать, что каждая такая прямая пересекает обязательно чётное число плиток. Действительно, она отрезает от квадрата $6\times6$‍‍ прямоугольник $6\times{k}$‍,‍ состоящий из чётного числа клеток $1\times1$‍;‍ этот прямоугольник содержит некоторое количество целых плиток $1\times2$‍‍ и ещё некоторое чётное количество клеток $1\times1$‍‍ — половинок плиток, пересечённых прямой (рис. 3).

Но если каждая прямая пересекает не менее двух плиток, то общее число плиток должно быть не меньше $2\cdot10=20$‍,‍ а их всего 18.

Таким образом, мы доказали, что квадрат $6\times6$‍‍ разрезать требуемым образом на плитки нельзя.

Рис. 3
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 4
Рис. 5
Рис. 5

В большинстве из присланных писем обсуждается общий вопрос: когда прямоугольник $m\times n$‍‍ можно разрезать на плитки $1\times2$‍‍ без швов. Легко доказать, что прямоугольники $2\times n$‍,$3\times n$‍‍ и $4\times n$‍‍ разрезать таким образом нельзя. Если же $m\ge5$‍,$n\ge5$‍‍ и $mn$‍‍ чётно (последнее условие, разумеется, необходимо), то во всех случаях, кроме рассмотренного выше $6\times6$‍,‍ нужное разбиение существует. Для доказательства достаточно придумать разбиение прямоугольников $5\times6$‍‍ и $6\times8$‍‍ и заметить, что из разбиения прямоугольника $m\times{n}$‍‍ легко получить разбиение прямоугольника $(m+2)\times n$‍‍ (рис. 4 и 5).

Н. Б. Васильев


Метаданные Задача М63 // Квант. — 1971. — № 1. — Стр. 39; 1971. — № 9. — Стр. 35—37.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1971. — № 1. — Стр.  [условие]

1971. — № 9. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М63 // Квант. — 1971. — № 1. — Стр. 39; 1971. — № 9. — Стр. 35‍—‍37.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m63/