Il reticolo stradale

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Moderatori: Gianfranco, Bruno

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David
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Il reticolo stradale

Messaggio da David »

Il vecchio professor Smith (matematico in pensione) vive in una piccola città la cui piantina stradale è qui raffigurata.
reticolo stradale.jpg
reticolo stradale.jpg (20.73 KiB) Visto 2585 volte
Egli ogni benedetta mattina si reca in auto dalla sua abitazione posta in A al parco cittadino posto in B.
Ponendo sempre attenzione a percorrere uno dei tragitti minimi(Tutti i tragitti minimi sono uguali fra loro in termini di chilometraggio), di volta in volta,evitando di imboccare le vie segnate in rosso,chiuse al traffico,egli pervicacemente compie ogni mattina un percorso differente finchè non li avrà vagliati tutti.
Dopodichè ricomincerà daccapo dalla strada presa la prima volta,ripetendo esattamente la stessa sequenza di tragitti.

Fra quanti giorni rifarà la stessa identica strada che ha percorso stamattina?

ronfo
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Iscritto il: dom mag 14, 2006 8:27 pm

Re: Il reticolo stradale

Messaggio da ronfo »

Se non ho " contato " male fra 21245 giorni
Ciao

Quelo
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Iscritto il: ven giu 16, 2006 3:34 pm

Re: Il reticolo stradale

Messaggio da Quelo »

Ho fatto un po' di conti, a me risulta 21905

Io ho ragionato così:

Dato un reticolo n x m, i percorsi minimi (da un vertice a quello opposto) sono quelli che hanno lunghezza pari al semiperimetro del reticolo (n+m)
Questi percorsi sono caratterizzati da una sequenza alternata di svolte a destra e a sinistra in quanto due svolte consecutive nella stessa direzione producono un percorso più lungo del minimo.
Il numero di questi percorsi è dato dalla formula

$P(m,n)=\prod_{k=1}^{m}\frac{n-k}{k}$ (ricavata sperimentalmente)

Ad esempio un reticolo 2x2 ha 6 percorsi minimi (qui in una spartana visualizzazione testuale)

Codice: Seleziona tutto

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Consideriamo quindi un reticolo quadrato n x n e analizziamo le interruzioni, indichiamo con M il nodo a monte (quello più vicino al punto di partenza A) e con V il nodo a valle (quello più vicino al punto di arrivo B)

Il punto M delimita un reticolo p x q (rispetto ad A) che ha P(p,q) percorsi minimi (questo è il numero di percorsi che permettono di raggiungere il punto M partendo da A).
Il punto V delimita un reticolo s x t (rispetto a B) che ha P(s,t) percorsi minimi (questo è il numero di percorsi che partono da punto V verso B).

Pertanto ci sono P(p,q) x P(s,t) percorsi che transitano per il tratto interrotto. Questo è il numero da sottrarre al totale dei percorsi possibili.

Se ci sono più interruzioni queste vanno analizzate e conteggiate separatamente considerando quanto segue:
- se ci sono interruzioni a nel reticolo a valle queste sono ininfluenti in quanto a valle dell'interruzione i percorsi sono comunque tutti non percorribili
- se ci sono interruzioni nel reticolo a monte queste vanno considerate per stabilire quanti sono i percorsi effettivamente percorribili prima dell'interruzione in esame.

Ora veniamo al problema:

Un reticolo 9x9 ha 48620 percorsi minimi.
La prima interruzione si trova in riga 1 colonna 2 (partendo da 0)
A monte c'è un reticolo 2x1 con 3 percorsi minimi, mentre a valle c'è un reticolo 7x7 con 3432 percorsi minimi, quindi devo detrarre 3 x 3432 = 10296 percorsi
La seconda si trova in {2,4} a monte c'è un reticolo 4x2 che contiene un'interruzione che riduce i percorsi da 15 a 12, mentre a valle c'è un reticolo 6x5 con 462 percorsi, totale 12 x 462 = 5544
La terza si trova in {4,6} a monte c'è un reticolo 6x4 (210 percorsi) con 2 interruzioni che sottraggono rispettivamente 3 x 15 = 45 e 3 x 12 = 36 percorsi. A valle c'è un reticolo 4x3 (35 percorsi), totale 129 x 35 = 4515
La quarta si trova a {5,8} a monte c'è un reticolo 8x5 (1287 percorsi) con 3 interruzioni, a valle c'è un reticolo 3x1 (4 percorsi) totale 561 x 4 = 2244
L'ultima si trova in {7,6} a monte c'è un reticolo 7x6 (1716 percorsi) con 3 interruzioni, a valle c'è un reticolo 3x1 (4 percorsi) totale 1029 x 4 = 4116

48620 - 10296 - 5544 - 4515 - 2244 - 4116 = 21905

Sempre se non ho sbagliato i calcoli.

EDIT: Ora che ci penso 22mila giorni sono circa 60 anni, non credo che il "vecchio" professor Smith (che è già in pensione) ce la farà a ricominciare il giro.
[Sergio] / $17$

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