Давайте разберём задачу подробно, шаг за шагом.
Дано:
- Два сообщения содержат одинаковое количество информации.
- Количество символов в первом тексте в 2 раза больше, чем во втором.
- Число символов в каждом алфавите не превышает 10.
- На каждый символ приходится целое число битов.
Нужно найти:
Количество символов в алфавите каждого сообщения.
Решение:
Для начала введем обозначения:
- ( n_1 ) — количество символов в первом сообщении.
- ( n_2 ) — количество символов во втором сообщении.
- ( k_1 ) — количество символов в алфавите первого сообщения.
- ( k_2 ) — количество символов в алфавите второго сообщения.
- ( I ) — количество информации в битах.
Из условия задачи ( n_1 = 2n_2 ) и количество информации в обоих сообщениях одинаковое. Количество информации в битах можно выразить как произведение числа символов на количество информации, которое несет каждый символ (логарифм по основанию 2 от количества символов в алфавите, так как информация измеряется в битах):
Для первого сообщения:
[ I = n_1 \cdot \log_2(k_1) ]
Для второго сообщения:
[ I = n_2 \cdot \log_2(k_2) ]
Поскольку ( n_1 = 2n_2 ), уравнения равенства информации принимают вид:
[ 2n_2 \cdot \log_2(k_1) = n_2 \cdot \log_2(k_2) ]
Сократим на ( n_2 ) (при условии, что ( n_2 \neq 0 )):
[ 2 \cdot \log_2(k_1) = \log_2(k_2) ]
Это уравнение можно переписать в виде:
[ \log_2(k_1^2) = \log_2(k_2) ]
Таким образом, ( k_1^2 = k_2 ).
Поскольку количество символов в каждом алфавите не превышает 10, ( k_1 ) и ( k_2 ) должны быть целыми числами. Рассмотрим возможные значения ( k_1 ) и ( k_2 ):
- ( k_1 = 2 ), тогда ( k_2 = 2^2 = 4 ).
- ( k_1 = 3 ), тогда ( k_2 = 3^2 = 9 ).
Оба этих решения удовлетворяют условию, что ( k_1 ) и ( k_2 ) не превышают 10.
Ответ:
Алфавит первого сообщения содержит 2 или 3 символа, алфавит второго сообщения содержит соответственно 4 или 9 символов.