Для решения этой задачи важно понять, как можно представить информацию о расположении кладов в пещерах при помощи минимального количества битов. Начнем с подсчета количества возможных способов разместить клады в пещерах.
У нас есть 4 пещеры, и в двух из них должны находиться клады. Нам нужно выбрать 2 пещеры из 4, где будут клады. Количество способов выбрать 2 пещеры из 4 можно вычислить по формуле сочетаний:
[ C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!} ]
где ( n ) – общее количество пещер, а ( k ) – количество пещер, которые нужно выбрать. В нашем случае:
[ C(4, 2) = \frac{4!}{2!(4-2)!} = \frac{4 \times 3}{2 \times 1} = 6 ]
Таким образом, существует 6 различных способов расположить клады в четырех пещерах. Теперь нам нужно определить, сколько бит информации необходимо для кодирования этих 6 вариантов.
Количество бит, необходимое для кодирования ( n ) различных состояний, можно определить с помощью логарифма по основанию 2 (так как информация в компьютерах кодируется двоичным кодом). Нам нужно найти минимальное целое число бит ( b ), которое удовлетворяет условию:
[ 2^b \geq 6 ]
Подбираем ( b ):
- ( 2^2 = 4 ) – не достаточно для кодирования 6 вариантов.
- ( 2^3 = 8 ) – достаточно для кодирования 6 вариантов.
Таким образом, необходимое количество бит равно 3.
Это означает, что для кодирования информации о том, в каких из четырех пещер находятся клады, когда известно, что клады находятся ровно в двух из них, потребуется 3 бита информации.