IMO 2024 흥미로운 문제

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국제 수학 올림피아드 2024 문제 중에 수학적 계산이 필요 없는 문제가 있어서 가져와 봤음. 

미국 애들은 쉽게 풀었는데, 한국/중국 애들은 시간이 좀 걸렸다고 함

참고로 미국-중국-한국 순으로 123등

 

 

aa.jpg

요약하면, 달팽이 터보가 있음

  1. 행x열 = 2024 x 2023 인 체스판이 있음. 
  2. 1행과 2024행에는 괴물이 없고, 나머지 2-2023행 사이에 2022마리 괴물이 숨어 있음
  3. 괴물이 어디있는지 모르고, 행과 열에는 오직 한 마리의 괴물이 있음.
  4. 달팽이는 1행의 어디에서든 시작해서 "상하좌우" 인접한 칸으로만 이동하여 2024행에 도달하려고 함.
  5. 같은 칸을 다시 방문해도 됨
  6. 괴물을 만나면 다시 1행부터 시작
  7. 최소의 시도로 2024행에 도달하는 전략이 존재하는 가장 작은 n(시도 수)를 구하라.
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    말하자면0 2024.08.01 14:33
    3?
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    도플라밍고1 2024.08.01 14:35
    2번만에 되는거 아닌가?? 1번 열만 보면 결구 1개만 괴물 있는데 1번칸으로 계속 내려다가 괴물 만나면 다시 첨부터시작해서 그 괴물칸 옆칸으로 한번 갔다가 다시 1번 열 다시 와서 쭉가면 끝 아닌가?
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    무스무스 2024.08.01 14:44
    2022?
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    가난한자취생 2024.08.01 14:44
    2023인 것 같은데
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    Skak 2024.08.01 14:44
    2번 아닌가?
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    라우 2024.08.01 14:50
    2023 열 중 1개 열에는 괴물이 없으니까 일직선으로 내려오는데 운좋으면 1번에 내려오고 서로 붙어있는 2개 열로 시작해서 2번 모두 걸린다는 가정으로 최대 3번이 상공 횟수겠네요
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    말하자면0 2024.08.01 14:51
    열방향으로 내려가다(1회) 괴물을 만났을 경우, 괴물을 피하기 위해 괴물의 바로 위 행에서 좌 or 우의 열로 이동해야 하는데, 그 때 괴물이 있는 경우 다시 시도(2회). 바로 위 행에서 괴물이 없는 쪽으로 이동하고 내려올 경우, 괴물의 아래 행에서 괴물이 있는 경우 다시 시도(3회) 등으로 계속 횟수가 늘어날 수 있겠네요.
    제 전략은 일단 2번째 행방향으로 이동해서 2번째 행에 있는 괴물을 찾은 후에(1회), 괴물 좌 or 우 열에서 내려와서 3번째 행에서 괴물을 만날 경우(2회), 3행에 괴물이 없는 행으로 3행까지 내려온 후, 2열 행에 있는 괴물 바로 아래 칸으로 이동 후 내려오면 최대 3회만에 내려올 수 있겠네요.
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    말하자면0 2024.08.01 16:00
    @말하자면0
    2행에서 양 끝 열에 괴물이 있는 경우를 생각 안 했네요. 2턴부터는 2행의 괴물 옆에서 계단식으로 내려가다가 괴물을 발견하면 2행 괴물이 있는 열까지 횡으로 이동후 내려오는 방식이어야 할 듯요;;; 이 전략이면 최소 2회, 최대 3회로 내려오겠네요. 문제가 신선해서 자꾸 생각하게 되네요ㄷㄷㄷ
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    realore 2024.08.01 14:56
    3번인듯?
    일단 첫줄에 괴물 어딨는지 찾고
    두번째줄 괴물어딧는지 찾으면 길생기니까 끝
    근데 두번째 괴물이 못피하게 나오면 두번째괴물 위치아니까 무시하고 다음3번째줄로 넘어가서 똑같이하면될듯
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    VestiGate 2024.08.01 15:03
    가장작은 n이니까 1이겠지...
    2023 각 열에 2022마리가 1마리씩 있으니
    어떤 열은 괴물이 한마리도 없음.
    운이 좋으면 1번의 시행으로 게임 끝.

    일단 직진하다 괴물 만나면 이웃칸으로 가서 다시 직진 하기를 반복하는 전략으로
    운좋으면 1번에 성공할 수 있음.
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    awjioqjdoiq 2024.08.01 15:38
    저도 3트 이하가 답일듯
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    awjioqjdoiq 2024.08.01 17:30

    삭제된 댓글입니다.

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    realore 2024.08.01 17:48
    @awjioqjdoiq
    대각선으로 있다해도 반대편에서 한칸씩 확인하면서 오다가 대각선 전칸에 도착했을때 괴물이 있는곳은 대각선위치밖에 없으니 확인안하고 바로 다음줄확인하러가면됨
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    김제비 2024.08.01 16:06
    저도 3 한표
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    NewJeans 2024.08.01 19:52
    imo문제를 되게 쉽게 생각하네.
    어떤 경우에든 n트 이하로 내려올 전략을 세우는건데 위에 설명들로 1,2,3이 어찌나옴ㅎㅎ

    극단적으로 2023행 1열, 2022행 2열, 2021행 3열... 순으로 대각선으로 쭉 막고있어서 우측으로 끝까지 갔다가 바로 내려오는 게 정답인 상황을 가정해보셈 . 반대로 1열이 비어있고 2열부터 대각선으로 완전히 차단되어있는 상황을 가정해보고. 이런식으로 맵을 전혀 모르는 상황에서 대각선으로 붙어있는 게 떨어진 공간을 언제나 찾을수있는 최소 횟수를 찾는 문제임.


    일단 1열로 바로 내려오는 전략은 틀림. 1열로 바로 내려오다 막힘 2열 확인하는데 1,2열이 대각선으로 붙어있으면 1,2열을 둘다 피해가야됨 그럼 3열을 또 확인해야되고..이건 운나쁘면 2022번 확인해야될수도 있음

    2열로 내려와서 양측을 확인할 때. 2열서 막히면 좌측가서 확인했는데 또 대각선으로 붙어있으면 3열 확인 대각선으로 또 붙어 있으면 어쩔꺼? 4열 확인해야되는데 이것도 마찬가지로 모든경우 3트는 불가능함.
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    NewJeans 2024.08.01 20:11
    @NewJeans
    몇개의 기준선을 세워서 빈곳을 찾아내느냐겠네. 2023개니까 1012번째 열부터 내려와야할거고 1012 = 2*2*253 이니까 253열마다 체크를 양쪽으로 해서 분절점 있는 구간 찾고 .. 뭐 이런 전략일거같은데? 이것도 답은 아닐듯.
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    사라다 2024.08.01 21:50
    @NewJeans
    맨 우측에서 한칸 이동하고 좌로 쭉 이동해서 2행의 괴물을 찾음 이후 가장 운이 좋은 상황은 2행의 괴물 바로 옆칸에서 3행으로 이동했을 때 괴물을 안만나는 상황 그럼 다시 3행에서 2행의 괴물이 있던 열로 돌아가서 쭉 앞으로가면 됨
    하지만 가장 안좋은 상황을 상정해야하니 2행의 괴물이 가장 좌측에 붙어있고 그 다음부터 대각선으로 쭉 나열되 있어서 맨 우측 열이 뚫려있는 상태로 이경우 모든 행의 2022마리의 괴물과 부딛힌 뒤 성공 할 수 있으므로 2023번의 시도가 필요함
    반으로 나눠서 내려오고 어딘가 나눠서 내려온다 하더라도 가는 족족 막혀있을 수 있음 최대 2022번 모두 막힌 뒤 열린 길을 찾을 수도 있으니 그것도 결국 2023번
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    사라다 2024.08.02 01:51
    @NewJeans
    이라고 했는데 솔루션 보니 틀렸네 괴물이 대각선으로 쭉 나열돼있다고 가정하고 대각선으로 진행함 진짜 대각선으로 나열되어있으면 2번째에 성공 할 수 있지만 대각선이 아닐 경우 어디선가 걸림 그럼 이제 세번째에 두번째 괴물에 진행방향 반대쪽으로 붙어서 내려온 다음에 첫번째 괴물 열로 가서 쭉 내려오면 됨 그러므로 운이 가장 안좋은 상황에서도 3회에 통화할 수 있으므로 3회가 답이래
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    니렐 2024.08.01 21:36
    diagonal matrix를 뚫을 수 있어야 하네요
    2트 3트 정도로는 어림도 없고
    2024를 반으로 쪼갠 1012열에서 출발해서 직선으로 쭉 내려와서 첫번째 괴물 확인
    좌우 한쪽 열(1011이나 1013) 골라서 다시 직선으로 쭉 내려와서 괴물의 정렬이 diagonal인지 antidiagonal인지 확인
    괴물 정렬이 좌측에서 먼저 끝나는지 우측에서 먼저 끝나는지(1행이나 2024행에서 어느쪽이 먼저 도달하는지) 확인 후 먼저 끝나는 쪽으로 한칸씩 바꿔가며 쭉 탐색
    도중에 괴물 정렬이 직선이 아니거나, 괴물의 정렬이 2행이나 2023행에 닿는 것이 확인되면, 그 다음 시행에서 괴물 회피 가능
    이 경우 최대 2022/2 +1 = 1012번 시행으로 2024행에 도달 가능
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    사라다 2024.08.01 22:13
    @니렐
    2024는 행이고 2023이 열임 1개 열만 뚫려있고 2022열이 막혀있으니 1011열에서 출발하고 분기점을 우로 선택했을 때 괴물이 2023열 2023행부터 1011열 1011행까지 대각선으로 막고 있을 경우 1013번의 시도까지 실패함 그럼 1011열 1011행 에서 분기점을 좌로 선택해야 하는데 여기서도 1010열 1010행부터 2열 2행까지 대각선으로 막고 있어서 추가 1009번의 시도까지 실패함 총 2022번의 실패 후 1열에서 쭉 내려가야 2024행에 도착하므로 2023번의 시도가 필요함
    만약 1013번의 실패 후 남은 1010열의 중간부터 시작하더라도 또 중간에서 걸리고 좌를 선택했을 때 또 1열까지 대각선으로 막혀있거나 우를 선택했을 때 처음 대각선으로 쭉 이어져있을 수 있으므로 결국 어딜 선택하든 모든 괴물과 만나야하는 최악의 상황이 있으므로 답은 똑같이 2023번의 시도가 필요함
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    니렐 2024.08.01 22:22
    @사라다
    좌우 랜덤하게 정하는게 아니라
    가운데 딱 찍어서 조사해보면 왼쪽이 열려있는지 오른쪽이 열려있는지 나와요 거기로 가면 되요
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    사라다 2024.08.01 23:23
    @니렐
    가운데 딱 찍어서 조사하는데 가장 안좋은 확률로 길이 없는 확률이 있는거 아님? 1012열에서 출발하고 첫번째 괴물을 중간인 1012행에서 만났을 때 1011열이나 1013열을 선택할 경우 어느쪽이라도 2023행까지 괴물이 대각으로 벽까지 막혀있을 확률이 있잖음? 2023행까지 1열이나 2023열의 대각으로 막힌 상황이 있을 수 있음. 그럼 1012열 1011행에서 아직 괴물이 있는지 모르는지 모르는 반대쪽열로 한칸씩 후퇴하며 진행 할 경우에도 전체가 대각선으로 이루어져 있어서 1행의 1열 혹은 2023열이 열려있다면 모든 괴물을 확인할 수 밖에 없음 만약 처음 2023까지 막혀있을 떄 다시 반대쪽의 중앙 열을 선택해서 어느 한쪽으로 내려온다 하더라도 똑같은 방식으로 계속 괴물을 만날 수 있기 때문에 답은 같음
  • ?
    니렐 2024.08.02 01:58
    @사라다

    ㅇㅇ 맞음 그래서 좌우 (1011/1013) 확인해서 DIAGONAL의 방향과 시작/끝 지점을 계산해야 한다는 거임

    image.png.jpg

     

    스케일만 커졌지 문제는 10행/열로 바꿔도 똑같음. 첫열과 마지막열이 괴물이 없다 치면 DIAGONAL은 위 그림처럼 A/B/X/Y 넷 중 하나로 나옴.  6열과 7열(혹은 5열)을 조사하면 괴물 배치가 어떤 형태인지 짐작할 수 있기 때문에 진행방향을 정할 수 있다는 소리임.

     

    근데 정답 3이래

    https://www.youtube.com/watch?v=wfQkk9WktGE

     

  • ?
    사라다 2024.08.02 06:36
    @니렐
    답과는 별개로 님 말처럼 중앙에서 시작한다면 6열에서 시작해서 5행에 걸렸을때 괴물이 대각선이 아닌지 알 방법은 없고 10행까지 6번 모두 실행해봐야 A인지 Y인지 알수있음 만약 5행에서 10행까지 괴물의 위치가 A라 했을때 그렇다고 해서 1~4행도 똑같이 A모양으로 나열되어있는지 알수가 없잖음 A처럼 생겼을거야 라고생각해서 11열에서 내려가려 했는데 1행에 괴물이 B에 있을 수가 있다는거임 그럼 결국 또 하나씩 내려가야하고 2~4행에 괴물이 B처럼 나열되있어서 최대 4번의 추가 실행 후 7열이 뚫려있는걸 알 수 있기 때문에 열의 갯수와 같은 11(2023)번의 시도가 필요함

    정답에선 두번째 행의 괴물 위치를 파악한 다음에 진행 하는 것이 포인트임 괴물이 벽에 붙은 상황에서 대각 진행을 한다면 X나 B 모양일 확률이 있기 때문에 2회에서 통과하거나 혹은 X나 B가 아닌 랜덤으로 배치되어있어서 어딘가에 걸린다면 그 다음번엔 두번째 괴물과 대각선 진행을 통해 알게된 안전한 행과 첫번째 괴물을 통해 알게된 안전한 열로 3번이 되는거
  • ?
    사라다 2024.08.01 23:27
    @니렐
    위에 가운대 열을 1011로 잘못 선택했는데 1012에서 시작하는게 맞네 여튼
  • ?
    사라다 2024.08.02 01:40
    @니렐
    오 풀이 보니까 3이 맞네 경우의 수가 2가지로 나뉘어있는데

    첫번째 경우는 2행에서 괴물이 벽에 붙어있지 않을 경우로 1트 때 2행을 쭉 훑어서 괴물이 있는 열 j를 찾음 2트 때는 j열의 바로 우측 혹은 좌측으로 진행하는데 3,j-1 혹은 3,j+1에 괴물이 있을 수 있으므로 2트는 실패 할 수 있음. 2트를 실패했다면 3트에서는 3행의 괴물 위치 반대로 진행한뒤 3,j로 돌아와 쭉 내려오면 됨 이게 대부분 생각하는 3회임

    두번째 경우는 2행에서 괴물이 벽에 붙어있는 경우인데 나는 이거 때문에 위와 같은 방식으로 진행한다면 j열에 붙어서 내려올 때마다 괴물에 걸릴 수 있기 때문에 2023회라고 답했었음 근데 이거는 다른 전략으로 풀면 되네

    1트는 첫번째와 똑같이 2행을 쭉 훑어서 2행의 괴물이 벽에 붙어있는 걸 파악함. 운이 좋다면 1트에서 괴물을 마주치지 않고도 2행의 괴물 위치를 찾을 수 있지만 실패할 수도 있기 때문에 1트는 2행의 괴물을 찾는데 소비하는거로 해야함. 괴물은 벽에 붙어있으므로 2행 괴물의 위치는 2,1 혹은 2,2023인데 임의로 2행의 괴물 위치를 2,1이라 할 경우 2,2 -> 2,3 -> 3,3 -> 3,4 ... 2024,2023 로 진행함. 이거도 중간에 걸릴 수 있으므로 2트는 2번째 괴물을 찾는데 소비한다고 해야함. 2트에서 찾은 괴물의 위치를 i,j라 할 경우 j는 i와 같거나 i+1이게 되는데 뭐든 상관 없이 i,j-1로 간 다음에 i,1로 이동하고 쭉 내려오면 됨

    이거 이외에는 다른 경우가 없기 때문에 3회로 해결되네
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    니렐 2024.08.02 02:01
    @사라다
    맞아 그리고 그걸 간단하게 쓴게 저 위에 말하자면0 님이 쓴 풀이야
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    니렐 2024.08.02 02:03
    @사라다
    i j 사용하는거 보니까 동질감 느껴지네 ㅋㅋㅋ
    저 해답이 이해하면 되게 쉬운데 그 전까지 계속 trial and error 방식으로 머리가 돌아가지 않았음?
    오늘 나이 들었다고 느끼면서도 학부시절 코딩하면서 재밌었던 느낌도 났다
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    사라다 2024.08.02 04:05
    @니렐
    그러네 이미 위에 답 써놓은 사람도 있구나 ㅋㅋ 2번째 경우가 너무 예상밖이라 다른사람이 막연하게 써놓은거 보면 바로 이해가 안되는데 한번 알고 나니까 남들이 뭐라하는지 그제서야 이해됨ㅋㅋ
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    NewJeans 2024.08.03 10:50
    @사라다
    대충 핸드폰으로 끄적이며 생갃나다 좌우로만 가서 확인하는법을 놓쳤네 땡큐
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    니렐 2024.08.01 21:44
    수학올림피아드면 이산수학 증명문제가 나오는줄 알았는데
    알고리즘 설계와 빅오 계산이 나오네요
    컴공과에서 하는건데 이거
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    니렐 2024.08.01 22:08
    Bisection algorithm도 적용가능하네요

    대충 가운데 열 찍은 다음에
    괴물의 위치가 1행이나 2024행에 가까운 곳 방향으로 전체 열 중 또 반
    그 다음부터는 1행, 2024행, 마지막으로 탐색한 두 괴물의 행을 비교하여 1행, 2024행에 가깝거나 인접한 두 괴물간의 열 차이가 가장 큰 구간의 반 지점을 탐색 <== 이걸 반복하면 괴물의 정렬이 직선이 아닌 구간이나 1행, 2024행으로 이어지는 구간을 찾을 수 있음

    이 경우 시행횟수는 log2 2024 + 1 = 12
    기가막히게 이번해다 또 2024년이네요
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