Feladat: 1993. évi Nemzetközi Matematika Diákolimpia 23. feladata Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1993/szeptember, 250 - 251. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Matematikai logika, Rekurzív sorozatok, Nemzetközi Matematikai Diákolimpia

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Legyen n>1 egész szám.
Van n lámpánk: L0,L1,...,Ln-1, amelyek egy kör mentén vannak elhelyezve. Mindegyik lámpa BEkapcsolt (BE) vagy KIkapcsolt (KI) állapotban van. Lépések egy S0,S1,...,Si,... sorozatát hajtjuk egymás után végre. Az Sj lépés csak az Lj lámpa állapotát befolyásolja (a többi lámpa állapotát változatlanul hagyja) a következőképpen:
Ha Lj-1 BE van kapcsolva, Sj az Lj lámpa állapotát BE-ről KI-re, ill. KI-ről BE-re változtatja; ha Lj-1 KI van kapcsolva, Sj az Lj lámpa állapotát változatlanul hagyja.
A lámpákat (modn) számozzuk, azaz L-1=Ln-1,L0=Ln,L1=Ln+1 stb. A kiinduló állásban minden lámpa BE van kapcsolva.
Bizonyítsuk be, hogy
(a) van olyan pozitív egész M(n) szám, hogy M(n) lépés után az összes lámpa ismét BE van kapcsolva;
(b) ha n 2k alakú, akkor minden lámpa BE van kapcsolva n2-1 lépés után;
(c) ha n 2k+1 alakú, akkor minden lámpa BE van kapcsolva n2-n+1 lépés után.