Vrijeme: 02:03

Princip ekstrema - Uvod

Dobar dan i dobro nam došli na ovotjedni Metamath tečaj - ovaj put iz kombinatorike! Tema kojom se bavimo ovaj tjedan je Princip ekstrema - naučit ćemo da promatranjem toga što se događa s objektom koji je "naj" često možemo riješiti zadatak. Osnovnu ideju ćemo demonstrirati na tvrdnji koju smo dokazali ovdje u 2. tjednu tečaja:
\emph{Prostih brojeva ima beskonačno mnogo.}
Važno je napomenuti da se ne može baš svaki zadatak uklopiti u sljedeći algoritam - promotriti objekt koji je po nekom svojstvu "naj" svejedno može biti korisno, stoga se ne ustručavajte pokušati i nešto drugačije. Krenimo na metodu:

1. Pretpostavimo suprotno: Princip ekstrema najčešće koristimo kao metodu kojom dokazujemo da nešto ne vrijedi. Dakle, prostih brojeva ima konačno mnogo.

2. Izdvojimo ekstrem: Promotrimo objekt koji je po nečemu "naj": najveći, najmanji, najudaljeniji, najslabiji... U težim zadacima zna ne biti očito po čemu to mjerimo elemente, stoga se nemojte ograničiti samo na manji/veći. U našem primjeru izdvojimo najveći prosti broj p_k.

3. Nađimo ekstremnijeg: Srž principa ekstrema je pronaći objekt koji je više "naj" čak i od samog ekstrema: veći od najvećeg, manji od najmanjeg, dalji od najdaljeg, slabiji od najslabijeg... Takav objekt naravno ne postoji pa ukoliko ga pronađemo, dolazimo do kontradikcije. Što se tiče našeg primjera, broj p_1p_2...p_k+1 je prost i veći od najvećeg prostog broja p_k, pa smo došli do kontradikcije.

U ostatku lanca detaljno ćemo prokomentirati klasične primjere zadataka koji se mogu riješiti primjenom principa ekstrema, a više primjera i zadataka možete potražiti u MNM predavanju Princip ekstrema.

Kao rješenje upišite prezime gospodina koji je 2011. godine u kultnom šlageru opjevao objekt koji tražimo u 3. koraku naše metode (khm, hint).