(AI giải đề cho tôi)
Bốn ô A, B (trên) và C, D (dưới) tạo thành chu trình 4 đỉnh với các cặp kề chung cạnh: A-B, A-C, B-D, C-D. Tổng số cách tô: 54=625. Đếm số cách tô để các ô kề nhau khác màu: chọn màu A (5 cách), màu B khác A (4 cách). Với mỗi cặp (A,B): nếu C = A (1 cách) thì D chỉ cần khác A và khác B... D khác A (vì D kề C=A) và khác B (D kề B): 3 cách; nếu C khác A và khác B (3 cách) thì D khác C và khác B: 3 cách. Vậy số cách (C,D): 1⋅3+3⋅3=12, tổng 5⋅4⋅12=240? Cần kiểm tra lại: khi C = A thì D kề C (khác A) và kề B (khác B) nên D có 3 cách; khi C khác A,B thì D khác C và khác B nên có 3 cách. Tổng 5⋅4⋅(1⋅3+3⋅3)=5⋅4⋅12=240. Kiểm tra bằng công thức chu trình C4 với k=5: (k−1)4+(k−1)=44+4=260. Đếm lại trực tiếp: A: 5, B: 4. Trường hợp C = A: D kề B và kề C=A, nên D khác A và khác B: 5−2=3 cách. Trường hợp C khác A và khác B: 3 cách, D khác C và khác B: 3 cách. Vậy 5⋅4⋅(3+9)=240. Mâu thuẫn với công thức? Công thức chu trình: (k−1)n+(−1)n(k−1)=44+4=260. Đếm lại: với C=A, D phải khác A (kề C) và khác B (kề B): 3 cách — đúng. Với C khác A,B: D khác C, khác B: 3 cách — đúng. Tổng (C,D) = 12, tổng 240. Kiểm tra công thức bằng cách khác: số tô màu C4 với k màu là k(k−1)(k2−3k+3)=5⋅4⋅13=260. Sai sót ở đâu: khi C = A, D kề B và kề C=A, D chỉ cần khác A và khác B: 3 cách — nhưng D cũng có thể bằng... không, D khác A và khác B là đủ. Khi C khác A và B: D khác C và khác B: 3 cách. Vậy 1⋅3+3⋅3=12? Nhưng công thức cho 13. Xét lại: khi C = A, D cần khác A và khác B: 5−2=3. Khi C khác A, B: D cần khác C và khác B: 5−2=3. Hmm, nhưng nếu D = A thì sao? D kề C và kề B, không kề A, nên D = A được phép khi C khác A: D chỉ cần khác C và khác B, tức 3 cách gồm cả A. Vậy tổng 5⋅4⋅12=240? Đếm lại trường hợp C=A: D khác A và khác B: 3 cách. Tổng 12. Nhưng công thức chuẩn k(k−1)(k2−3k+3)=5⋅4⋅13=260 là đã biết. Lỗi: khi C = A, D cần khác C (=A) và khác B: 3 cách — đúng. Khi C khác A và B (3 lựa chọn), D khác C và khác B: 3 cách. Vậy 12? Kiểm tra k=3: công thức 3⋅2⋅3=18. Đếm: A:3,B:2; C=A: D khác A,B: 1; C khác A,B: 0 lựa chọn... với k=3, C khác A và B: 1 lựa chọn (màu thứ 3), D khác C và B: 1. Tổng 3⋅2⋅(1+1)=12=18. Vậy đếm theo kiểu này thiếu: à, khi C = A, D cần khác A và khác B — nhưng D không kề A! D chỉ kề B và C. Khi C = A, D khác C=A và khác B: 3 cách với k=5. Đúng. Vậy với k=3: C=A: D khác A,B: 1 cách; C = màu thứ 3: D khác C và B: 1 cách. Tổng 3⋅2⋅2=12. Nhưng liệt kê trực tiếp k=3 chu trình A-B-D-C-A: số tô = (3−1)4+(3−1)=18. Đếm trực tiếp k=3: các chu trình 4 đỉnh cần xen kẽ 2 màu: A=x, B=y≠x, D=z≠y, C≠z và C≠x. Nếu z=x: C≠x: 2 cách. Nếu z=màu thứ 3: C≠z, C≠x: 1 cách. Vậy với mỗi (x,y): 2+1=3, tổng 3⋅2⋅3=18. Lỗi trước: khi C=A (tức z=x, C... ở đây vai trò khác). Áp dụng đúng cho bài toán với k=5: A:5, B:4. D kề B: D≠B. C kề A và kề D. Đếm theo (B,D) thay vì (A,B): B≠A, D≠B. Nếu D=A: C khác A (kề A) và kề D=A: C≠A: 4 cách. Nếu D≠A, D≠B (3 cách): C khác A và khác D: 3 cách. Vậy số cách (D,C): 1⋅4+3⋅3=13, tổng 5⋅4⋅13=260. Xác suất P=625260=0,416≈0,42, tức 42%.