Петя нарисовал на бумаге n кружков и соединил некоторые пары кружков линиями. После этого он раскрасил каждый кружок в один из трех цветов – красный, синий или зеленый.

Теперь Петя хочет изменить их раскраску. А именно – он хочет перекрасить каждый кружок в некоторый другой цвет так, чтобы никакие два кружка одного цвета не были соединены линией. При этом он хочет обязательно перекрасить каждый кружок, а перекрашивать кружок в тот же цвет, в который он был раскрашен исходно, не разрешается.

Помогите Пете решить, в какие цвета следует перекрасить кружки, чтобы выполнялось указанное условие.

У Пети в саду растет яблоня. Воодушевленный историей об Исааке Ньютоне, который, как известно, открыл закон всемирного тяготения после того, как ему на голову упало яблоко, Петя с целью повысить свою успеваемость по физике часто сидит под яблоней.

Однако, поскольку по физике у Пети твердая тройка, яблоки с его яблони падают следующим образом. В какой-то момент одно из яблок отрывается от ветки, на которой оно висит, и начинает падать строго вниз. Если в некоторый момент оно задевает другое яблоко, то то тоже отрывается от своей ветки и начинает падать вниз, при этом первое яблоко не меняет направление своего падения. Вообще, если любое падающее яблоко заденет другое яблоко на своем пути, то оно также начнет падать.

Таким образом, в любой момент каждое яблоко либо висит на ветке, либо падает строго вниз, причем все яблоки кроме первого, чтобы начать падать, должны сначала соприкоснуться с каким-либо другим падающим яблоком.

Выясните, какие яблоки упадут с Петиной яблони.

Андрюше на день рождения подарили хомячка. Пока Андрюша не купил для него клетку, он решил сделать ему клетку из подручных средств. Для изготовления клетки он решил использовать набор кубиков, подаренный ему на прошлый день рождения. Однако, неожиданно выяснилось, что сестра Андрюши склеила кубики суперклеем, и отделить их друг от друга не представляется возможным.

Все кубики оказались склеены в две фигуры. Любые два кубика в каждой из фигур либо не имеют общих точек, либо имеют общую грань, либо имеют общее ребро, но в последнем случае есть кубик, с которым каждый из них имеет общую грань. Каждую фигуру можно положить на стол так, что каждый кубик будет касаться стола одной из своих граней. Теперь Андрюша хочет положить эти две фигуры на стол так, чтобы получилась клетка для хомячка. Фигуры должны быть положены таким образом, чтобы каждый кубик касался стола гранью. Стороны нижних граней кубиков должны быть параллельны сторонам стола. Любые два кубика, принадлежащие различным фигурам, должны либо не касаться друг друга, либо иметь общую грань, либо иметь общее ребро. Фигуры разрешается поворачивать и переворачивать.

Положив фигуры, Андрюша собирается выпустить хомячка на стол. Чтобы он не упал со стола, у него не должно быть возможности добраться от точки, в которую Андрюша его выпустит, до края стола. Хомячок не может перелезать через кубики, и, в частности, не может пролезть между двумя кубиками, имеющими общее ребро. Стол существенно больше каждой из фигур.

Андрюша хочет, чтобы площадь, по которой может бегать хомячок, была как можно больше. Помогите ему выяснить, какая максимальная площадь может быть у территории, до которой сможет добраться хомячок. Площадь грани кубика будем считать равной единице.

Например, две фигуры, показанные на рисунке выше, можно расположить как показано на следующем рисунке. Если выпустить хомячка в точку, отмеченную стрелкой, то доступная ему территория будет иметь площадь, равную четырем.

Рассмотрим таблицу, состоящую из \(N\) строк и \(M\) столбцов. Если в каждой ячейке такой таблицы стоит целое число, назовем такую таблицу целочисленной матрицей. Скажем, что эта матрица кратна чиcлу \(p\), если все числа в ее ячейках кратны \(p\).

Рассмотрим теперь суммы элементов матрицы по строкам и столбцам соответственно. Обозначим сумму чисел \(i\)-й строки за \(H_i\), а сумму чисел \(j\)-го столбца за \(V_j\). Упорядоченный набор чисел (\(H_1\), \(H_2\), …, \(H_N\), \(V_1\), \(V_2\), …, \(V_M\)) назовем профилем матрицы. Скажем, что матрица почти кратна \(p\), если все числа, входящие в ее профиль, кратны \(p\). Почти кратная 5 матрица и ее профиль изображены на рисунке 1.

Если две матрицы \(A\) и \(B\) имеют одинаковый размер, причем элемент, стоящий на пересечении \(i\)-й строки и \(j\)-го столбца в матрице \(A\) отличается от соответствующего элемента матрицы \(B\) не более чем на \(p\), скажем, что \(A\) отличается от \(B\) не более чем на \(p\). Скажем, что матрица \(B\) похожа на матрицу \(A\) относительно числа \(p\), если
1. отличается от не более чем на \(p\)
2. профили \(B\) и \(A\) совпадают. На рисунке 2 изображены две похожие относительно числа 5 матрицы, первая из них почти кратна 5, а вторая кратна 5. Третья матрица на рисунке 2 тоже кратна 5, но непохожа на первую (хотя похожа на вторую).

Дано число p и почти кратная p матрица A. Ваша задача - найти такую матрицу B, чтобы она была кратна p и похожа на A относительно p.

Недавно на кружке по программированию Петя узнал об обходе в глубину. Обход в глубину используется во многих алгоритмах на графах. Петя сразу же реализовал обход в глубину на своих любимых языках программирования Паскале и Си.

Паскаль

Си

var    a: array [1..maxn, 1..maxn] of boolean;   visited: array [1..maxn] of boolean;   procedure dfs(v: integer); var    i: integer; begin    writeln(v);    visited[v] := true;    for i := 1 to n do begin      if a[v][i] and not visited[i] then begin        dfs(i);        writeln(v);      end;    end; end;   procedure graph_dfs; var    i: integer; begin    for i := 1 to n do      if not visited[i] then        dfs(i); end;

int a[maxn + 1][maxn + 1]; int visited[maxn + 1];   void dfs(int v) {    printf("%d\n", v);    visited[v] = 1;    for (int i = 1; i <= n; i++) {      if ((a[v][i] != 0) && (visited[i] == 0)) {        dfs(i);        printf("%d\n", v);      }    } }   void graph_dfs() {    for (int i = 1; i <= n; i++) {      if (visited[i] == 0) {        dfs(i);      }   } }

Петина программа хранит граф с использованием матрицы смежности в массиве a (вершины графа пронумерованы от 1 до n). В массиве visited помечается, в каких вершинах обход в глубину уже побывал.

Петя запустил процедуру graph_dfs для некоторого неориентированного графа G с n вершинами и сохранил ее вывод. А вот сам граф потерялся. Теперь Пете интересно, какое максимальное количество ребер могло быть в графе G. Помогите ему выяснить это!