Lista de probleme 3

Jocul pe care îl joaca Robo atunci când se plictisește este un joc inteligent pentru roboței. Pe ecranul tabletei lui roboțești, sunt N căsuțe de formă pătrată, cu latura egală cu 1. Căsuțele sunt așezate pe un rând, una lângă alta, fiind etichetate, în această ordine, cu numere de la 1 la N. Fiecare căsuță conține câte un număr natural, identificatorul câte unuia dintre prietenii săi, roboței, ca și el. Identificatorii se pot repeta.

Robo poate interschimba conținutul a două căsuțe, numai dacă distanța dintre centrele acestora pe orizontală este egală cu distanța dintre brațele sale; distanța, pe orizontală, dintre centrele a două căsuțe etichetate cu i, respectiv cu j, este j-i (1≤i<j≤N).

El își poate fixa în orice moment distanța dintre brațe la 1 sau își poate dubla distanța curentă dintre brațe, de oricâte ori este necesar, fără a depăși valoarea N-1. Astfel, distanța dintre brațele sale poate fi 1, apoi, prin dublare, 2, apoi, prin dublare 4, apoi, prin dublare 8 etc. La începutul jocului, distanța dintre brațele lui Robo este 1. De fiecare dată când consideră convenabilă distanța dintre brațe, realizează o interschimbare.

Se cere ca Robo să așeze identificatorii în căsuțe în ordine crescătoare, prin maximum 12500 interschimbări de tipul celei precizate mai sus.

După descoperirea ruinelor unei cetăți medievale, arheologii au hotărât restaurarea acesteia, începând cu zidul principal. Acesta este format din N piloni, fiecare cu lățimea de 1 metru, așezați unul lângă altul (lipiți). Se cunoaște înălțimea, în metri, a fiecărui pilon dar, din păcate, nu toți mai sunt acum la același nivel.

Pentru restaurarea zidului, arheologii dispun de cărămizi care au lățimea de câte 1 metru și lungimi variabile, exprimate în metri. Sunt disponibile oricâte cărămizi, de oricare lungime. Considerăm că toate cărămizile disponibile și toți pilonii care alcătuiesc zidul au aceeași grosime, de 1 metru.

Restaurarea constă în două etape:

• în prima etapă, toți pilonii cu înălțimea mai mare sau egală cu H se retează, aducându-se astfel la înălțimea H, ceilalți, mai scunzi, păstrându-și înălțimea inițială;
• în a doua etapă se aduc toți pilonii la aceeași înălțime, umplându-se golurile dintre ei cu cărămizi, astfel încât zidul să devină compact; din motive neînțelese, arheologii vor așeza cărămizile “culcate”, fiecare dintre acestea ocupând, eventual, spațiul aflat deasupra mai multor piloni.

Arheologii au analizat situația, independent, pentru Q valori posibile ale lui H.

Pentru fiecare dintre cele Q valori alese pentru înălțimea H, se cere să se determine numărul minim de cărămizi necesare restaurării zidului, independent, pornind de la înălțimile inițiale ale pilonilor.

Pentru obținerea Pietrei Filosofale, un alchimist a preparat un elixir folosind un creuzet de capacitate C, în care a turnat picături de metal topit, într-o ordine bine stabilită, în N etape. Numărul de picături turnate într-o etapă este cuprins între 0 și C-1, iar procesul începe când în creuzet s-a turnat prima picătură (în prima etapă numărul de picături turnate este nenul). Picăturile se adună în creuzet una câte una şi, de fiecare dată când acesta se umple complet, alchimistul rosteşte o formulă magică, provocând transformarea întregului conţinut într-o singură picătură, apoi continuă procesul. O rețetă de obținere a elixirului se exprimă printr-un șir de N numere, reprezentând numărul de picături turnate în cele N etape.

De exemplu, aplicând rețeta 5 6 1 0, cu un creuzet de capacitate C=7, în cele N=4 etape procesul este:

• etapa 1: se toarnă 5 picături;
• etapa a 2-a: se toarnă 6 picături, astfel: după primele 2 picături se umple creuzetul (5+2=7) și deci se rosteşte formula magică, în creuzet rămânând o picătură; se continuă cu celelalte 4 picături; la finalul etapei în creuzet sunt 5 picături (1+4=5);
• etapa a 3-a: se toarnă o picătură; la finalul etapei în creuzet sunt 6 picături (5+1=6);
• etapa a 4-a: se toarnă 0 picături; după ultima etapă creuzetul conține 6 picături (6+0=6).

O rețetă care corespunde Pietrei Filosofale trebuie să conducă, la finalul aplicării ei, la obținerea unei singure picături, chintesența metalelor amestecate. Bineînțeles, sunt mai multe astfel de rețete.

Fiind un tip responsabil, alchimistul a lăsat posterității un set de tratate, care cuprind toate aceste rețete. El a scris pe fiecare pagină câte o rețetă, astfel încât niciuna să nu se repete în cadrul întregii lucrări. Pe vremea aceea erau meșteri pricepuți, care fabricau tratate de dimensiuni corespunzătoare, încât fiecare pagină să poată cuprinde o rețetă ca a noastră, oricât de lungă ar fi ea. Fiecare tratat are P pagini și doar după ce completează toate cele P pagini ale unui tratat, alchimistul începe un nou tratat.

Se cere numărul de rețete publicate în ultimul tratat.