Задание EGEINFA6473A: Подсчёт слов и последовательностей

Длина слова n = 5. Алфавит в порядке возрастания: А, Е, К, Н, Т, Ц. Всего букв b = 6; повторения букв разрешены.

Сопоставим буквам цифры от 0 до b − 1: А → 0, Е → 1, К → 2, Н → 3, Т → 4, Ц → 5. Алфавитное сравнение слов одинаковой длины совпадает со сравнением позиционных записей: решает первая различающаяся буква слева. Начальные нули сохраняем, поскольку длина слова фиксирована.

Номер в списке на единицу больше значения записи. Для цифр d₁, …, dₙ формула имеет вид N = 1 + d₁ · bⁿ⁻¹ + d₂ · bⁿ⁻² + … + dₙ. Единица нужна потому, что первое слово состоит из минимальных букв, его код равен нулю, а номер равен 1.

Условия отбора: первая буква не входит в А, Е, К; число букв Ц от 2 до 5 включительно; номер чётный.

Основание b чётное: все позиционные слагаемые, кроме последнего, чётные. Поэтому чётность N определяется числом 1 + dₙ.

Докажем выбор слова последовательно слева направо. D(q) — число допустимых полных слов с началом q. Для полного слова D равно 1, если выполнены все ограничения, иначе 0. Для более короткого начала D(q) = сумма D(qc) по всем буквам c. Так перебираются все продолжения без пропусков и повторов; запрещённая буква, лишнее вхождение или запрещённая соседняя пара сразу дают ноль.

На каждом шаге выбираем наименьшую букву с положительным числом продолжений. Ниже числа D(qc) перечислены в порядке алфавита АЕКНТЦ. Нули у всех более подходящих букв доказывают невозможность улучшить выбор.

Начало «пусто»: А: 0, Е: 0, К: 0, Н: 123, Т: 123, Ц: 398; выбираем Н.
Начало «Н»: А: 13, Е: 13, К: 13, Н: 13, Т: 13, Ц: 58; выбираем А.
Начало «НА»: А: 1, Е: 1, К: 1, Н: 1, Т: 1, Ц: 8; выбираем А.
Начало «НАА»: А: 0, Е: 0, К: 0, Н: 0, Т: 0, Ц: 1; выбираем Ц.
Начало «НААЦ»: А: 0, Е: 0, К: 0, Н: 0, Т: 0, Ц: 1; выбираем Ц.

Полученное слово: НААЦЦ.

Код слова: 30055.
Место 1: Н → 3; вклад = 3 · 6⁴ = 3888.
Место 2: А → 0; вклад = 0 · 6³ = 0.
Место 3: А → 0; вклад = 0 · 6² = 0.
Место 4: Ц → 5; вклад = 5 · 6¹ = 30.
Место 5: Ц → 5; вклад = 5 · 6⁰ = 5.

N = 1 + 3888 + 0 + 0 + 30 + 5 = 3924.

Проверка: из N − 1 = 3923 последовательным делением с остатком на 6 восстанавливается код 30055 длины 5, то есть слово НААЦЦ. Оно удовлетворяет всем ограничениям. Таблица продолжений исключила все слова, которые могли бы дать лучший номер.

Ответ: 3924.