Lista de probleme 2

Furnicuţa şi-a construit un depozit pentru grăunţe pe o suprafaţă de teren dreptunghiulară şi l-a compartimentat în N*M camere identice, de formă pătratică, dispuse câte M pe direcţia Ox şi câte N pe direcţia Oy. Din fiecare cameră se poate intra în orice cameră învecinată cu ea (cameră care are un perete comun cu aceasta).

În fiecare cameră, identificată prin coordonatele sale, ca în desenul alăturat în care N=5 şi M=4, furnica a depozitat o cantitate de grăunţe. De exemplu, în camera de coordonate (I,J) este depozitată cantitatea CIJ de grăunţe.

Atât intrarea cât şi ieşirea din depozit se poate face doar prin cele patru camere din colţurile depozitului, adică cele de coordonate (1,1), (1,M), (N,1) şi (N,M) care comunică cu exteriorul.

Pentru a asigura circulaţia aerului în depozit, furnica a montat un sistem de ventilaţie în camera de coordonate (X,Y).

Văzând ce multe grăunţe are furnica pentru iarnă, vecinul ei, leneşul greieraş Cri, s-a hotărât să fure din ele.

Cri s-a gândit să intre în depozit prin sistemul de ventilaţie din camera de coordonate (X,Y) şi să iasă prin una din cele 4 camere din colţurile depozitului care comunică cu exteriorul.

A studiat planul depozitului şi a împărţit camerele în patru zone:

• prima zonă, numerotată cu 1, conţine toate camerele de coordonate (I,J) cu 1 ≤ I ≤ X şi 1 ≤ J ≤ Y, cu ieşirea prin camera de coordonate (1,1)
• a doua zonă, numerotată cu 2, conţine toate camerele de coordonate (I,J) cu 1 ≤ I ≤ X şi Y ≤ J ≤ M, cu ieşirea prin camera de coordonate (1,M)
• a treia zonă, numerotată cu 3, conţine toate camerele de coordonate (I,J) cu X ≤ I ≤ N şi 1 ≤ J ≤ Y, cu ieşirea prin camera de coordonate (N,1)
• a patra zonă, numerotată cu 4, conţine toate camerele de coordonate (I,J) cu X ≤ I ≤ N şi Y ≤ J ≤ M, cu ieşirea prin camera de coordonate (N,M)

Cri va intra doar într-una din cele patru zone şi va fura grăunţele doar din camerele conţinute de zona aleasă. Pentru a nu declanşa alarma furnicuţei, el va trebui să treacă cel mult o dată prin fiecare cameră din zonă, să fure întreaga cantitate de grăunţe din aceasta şi să iasă din depozit prin camera ce comunică cu exteriorul, corespunzătoare zonei alese.

Cri va trebui să aleagă zona în care va intra astfel încât cantitatea totală T de grăunţe furate să fie maximă, iar numărul K de camere prin care va trece să fie minim.

Scrieţi un program care să determine numerele naturale Z, T şi K, unde Z reprezintă numărul zonei pe care va trebui s-o aleagă Cri astfel încât cantitatea totală T de grăunţe furate să fie maximă, iar numărul K de camere prin va trece să fie minim.

Specialiştii chimişti au reuşit crearea în laborator a unei game diversificate de substanţe lichide nemiscibile (care nu se amestecă între ele), de aceeaşi densitate şi de culori diferite.

Acest rezultat a fost utilizat de către specialiştii fizicieni pentru studiul principiului vaselor comunicante. Conform acestui principiu „într-un sistem de vase comunicante nivelul lichidului este acelaşi, indiferent de forma vaselor.“

Experimentele fizicienilor se desfăşoară astfel:

Într-un sistem cu două vase comunicante, gradat identic pe fiecare ramură cu 0, 1, 2, 3,…, fizicienii introduc un număr de n lichide, pe ramura din stânga sau pe ramura din dreapta. Volumele introduse din fiecare lichid, notate cu Vi (1≤i≤n), sunt numere naturale nenule pare astfel încât, la echilibru, orice lichid se va aşeza între două gradaţii de aceeaşi parte a unei ramuri sau pe cele două ramuri ale sistemului de vase comunicante. Lichidele sunt identificate prin intermediul culorii acestora, culori numerotate cu 1, 2, 3, … , n. Introducerea lichidelor în sistemul cu două vase comunicante se face în ordinea crescătoare a numerelor culorilor, începând cu lichidul de culoare 1.

Scopul experimentului este de a determina gradaţia maximă la care se ridică lichidele în sistemul cu două vase comunicante, precum şi între ce gradaţii se găseşte un lichid de culoare x, dintre cele introduse.

De exemplu, dacă în sistemul cu două vase comunicante se introduc n=3 lichide în ordinea: V1=4 lichid de culoare 1 introdus prin ramura din dreapta (operaţie codificată 4 D), V2=4 lichid de culoare 2 introdus prin ramura din stânga (operaţie codificată 4 S) şi V3=2 lichid de culoare 3 introdus prin ramura din stânga (operaţie codificată 2 S) atunci gradaţia maximă la care se ridică nivelul lichidelor în sistemul cu două vase comunicante este 5, iar lichidul de culoare x=2 se găseşte între gradaţiile: 3 pe ramura din stânga (3 S) şi 1 pe ramura din dreapta (1 D), conform figurii alăturate.

Să se scrie un program care cunoscând numărul n de lichide introduse în sistemul cu două vase comunicante, volumul Vi şi ramura prin care se face introducerea lichidului de culoare i (1≤i≤n), precum şi culoarea x, să calculeze gradaţia maximă la care se ridică lichidele în acest sistem la echilibru şi între ce gradaţii se găseşte lichidul de culoare x.