有一组8个棱长为分别为1,2,…,8的立方体。现在要用这八个立方体修建一座塔(每个立方体都必须用到),并要按照以下规则
(1)塔的最低端可出现任一个立方体;
(2)在棱长为 $k$ 的立方体上面放置的立方体棱长至多为 $k+2$ 。
令 $T$ 为可建造的不同的塔的个数,试求 $T$ 被1000除的余数。
【难度】
【出处】
2006年第24届美国数学邀请赛Ⅰ(AIMEⅠ)
【标注】
  • 知识点
    >
    组合数学
【答案】
458
【解析】
设 $S\left( n \right)$ 表示可以由 $n$ 个棱长分别为1,2,…,$n$ 的立方体按期目所述规则修建而成的塔的数目,易得 $S\left( 1 \right)=1$,$S\left( 2 \right)=2$ 。当 $n\geqslant 2$ 时,一个有 $n+1$ 个立方体修建而成的塔可以通过在任意一个有 $n$ 个立方体构成的塔中的以下三个位置插入一个棱长为 $n+1$ 的立方体而得到塔的最低端,棱长为 $n$ 或 $n-1$ 的立方体的上面因而对于每个有 $n$ 个立方体构成的塔,可以修建三种不同的有 $n+1$ 个立方体构成的塔,且每个有 $n+1$ 个立方体构成的塔可以通过移掉一个棱长为 $n+1$ 的立方体而得到一个有 $n$ 个立方体构成的塔(此外需要注意到移去棱长为 $n+1$ 的立方体时,它下面若有立方体,棱长必有 $n$ 或者 $n-1$,不会导致不满足题目所述规则)。因此,当 $n\geqslant 2$ 时有 $S\left( n+1 \right)=3S\left(n \right)$ 。因为 $S\left(2 \right)=2$,所以当 $n\geqslant 2$ 时有 $S\left( n \right)=2\cdot{{3}^{a-2}}$,因此 $T=S\left(8 \right)=2\cdot {{3}^{6}}=1458$,即所求得余数为458.
答案 解析 备注
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