Решение. Искомое количество программ равно произведению количества программ, получающих из числа 4 число 23, при этом траектория вычислений должна содержать числа 10 и 17.
Пусть R(n) — количество программ, которые число 2 преобразуют в число n.
Верны следующие соотношения:
R(n) = R(n – 1) + R(n – 3) + R(n : 3) (если n кратно 3).
R(4) = 1;
R(5) = 1;
R(6) = 1;
R(7) = R(6) + R(4) = 2;
R(8) = R(7) + R(5) = 3;
R(9) = R(8) + R(6) = 4;
R(10) = R(9) + R(7) = 6;
R(11) = R(10) = 6;
R(12) = R(11) = 6;
R(13) = R(12) + R(10) = 12;
R(14) = R(13) + R(11) = 18;
R(15) = R(14) + R(12) = 24;
R(16) = R(15) + R(13) = 36;
R(17) = R(16) + R(14) = 54;
R(18) = R(17) = 54;
R(19) = R(18) = 54;
R(20) = R(19) + R(17) = 108;
R(21) = R(20) + R(18) = 162;
R(22) = R(21) + R(19) = 216;
R(23) = R(22) + R(20) = 324.
Таким образом, количество программ, удовлетворяющих условию задачи, равно 324.
Ответ: 324.
Приведем другое решение.
Количество программ, преобразующих число 4 в число 23 таким образом, чтобы траектория вычислений содержала числа 10 и 17, равно произведению количества программ, преобразующих число 4 в число 10, количества программ, преобразующих число 10 в число 17 и количества программ, преобразующих число 17 в число 23.
Найдем количество программ, преобразующих число 4 в число 10:
R(4) = 1;
R(5) = 1;
R(6) = 1;
R(7) = R(6) + R(4) = 2;
R(8) = R(7) + R(5) = 3;
R(9) = R(8) + R(6) = 4;
R(10) = R(9) + R(7) = 6.
Найдем количество программ, преобразующих число 10 в число 17:
R(10) = 1.
R(11) = R(10) = 1.
R(12) = R(11) = 1.
R(13) = R(12) + R(10) = 2.
R(14) = R(13) + R(11) = 3.
R(15) = R(14) + R(12) = 4.
R(16) = R(15) + R(13) = 6.
R(17) = R(16) + R(14) = 9.
Найдем количество программ, преобразующих число 17 в число 23:
R(17) = 1;
R(18) = R(17) = 1;
R(19) = R(18) = 1;
R(20) = R(19) + R(17) = 2;
R(21) = R(20) + R(18) = 3;
R(22) = R(21) + R(19) = 4;
R(23) = R(22) + R(10) = 6.
Тогда количество программ, преобразующих число 4 в число 23 таким образом, чтобы траектория вычислений содержала числа 10 и 17, равно 6 · 9 · 6 = 324.
Приведём другое решение на языке Python.
def f(x, y):
if x > y:
return 0
if x == y:
return 1
else:
return f(x + 1, y) + f(x + 3, y) + f(x * 3, y)
print(f(4, 10) * f(10, 17) * f(17, 23))