Давай разберёмся, как из 3 получить 87 за 5 шагов, используя команды "возведи в квадрат" (1) и "прибавь 2" (2).
\[ 3^2 = 9 \)
Команда: 1
\[ 9 + 2 = 11 \)
Команда: 2
\[ 11^2 = 121 \)
Команда: 1
\[ 3 + 2 = 5 \)
Команда: 2
\[ 5^2 = 25 \)
Команда: 1
\[ 25 + 2 = 27 \)
Команда: 2
\[ 27^2 = 729 \)
Команда: 1
Это слишком много.
\[ 3 + 2 = 5 \)
Команда: 2
\[ 5 + 2 = 7 \)
Команда: 2
\[ 7^2 = 49 \)
Команда: 1
\[ 49 + 2 = 51 \)
Команда: 2
\[ 51 + 2 = 53 \)
Команда: 2
Это тоже не 87.
\[ 3^2 = 9 \)
Команда: 1
\[ 9 + 2 = 11 \)
Команда: 2
\[ 11^2 = 121 \)
Команда: 1
Это больше 87.
Давай посмотрим на пример: 1 -> 123. Алгоритм: 2, 1, 2, 1, 2.
1 + 2 = 3
3^2 = 9
9 + 2 = 11
11^2 = 121
121 + 2 = 123
Теперь применим эту логику для получения 87 из 3.
Это не 87.
Попробуем возвести в квадрат раньше:
Это больше 87.
Давай попробуем ещё раз:
Это не 87.
Давай пересмотрим условие: получить 87 из 3. Команды: 1 (квадрат), 2 (плюс 2).
Проверим варианты:
Ещё один вариант:
Не 87.
Давай попробуем так:
Это тоже не 87.
Ключ к задаче может быть в том, что 87 = 9^2 + 6, а 6 = 3 * 2. Но у нас нет команды умножения.
Попробуем получить 9 из 3. Это можно сделать, прибавив 2 дважды: 3 + 2 + 2 = 7. Не 9.
Смотрим на 87. Это 3 * 29. Умножения нет.
87 = 9 * 9 + 6. Тоже не подходит.
87 = 81 + 6 = 9^2 + 6. А 6 = 2 + 2 + 2.
Значит, нам нужно получить 9, потом возвести в квадрат, а потом прибавить 6 (три раза по 2).
Как получить 9 из 3 за 2 шага?
Не получается 9.
Может быть, 87 = 3 * 29. А 29 = 3^2 + 20 = 9 + 20. И 20 = 2*10. Или 20 = 2*2*5.
Давай вернёмся к 87 = 9^2 + 6.
Чтобы получить 9 из 3, нам нужно: 3 -> (?), 9.
Если первая команда 1 (квадрат), то 3^2 = 9. На это ушла 1 команда.
Теперь нам нужно добавить 6, используя команду "прибавь 2" три раза.
Это 15, а не 87.
Попробуем получить 29, чтобы потом умножить на 3 (хотя умножения нет).
Давай искать комбинации, которые дают 87.
87 = 3 * 29
87 = 2 * 43 + 1
87 = 4 * 21 + 3
87 = 5 * 17 + 2
87 = 6 * 14 + 3
87 = 7 * 12 + 3
87 = 8 * 10 + 7
87 = 9 * 9 + 6
87 = 10 * 8 + 7
87 = 11 * 7 + 10
87 = 12 * 7 + 3
87 = 13 * 6 + 9
87 = 14 * 6 + 3
87 = 15 * 5 + 12
87 = 16 * 5 + 7
87 = 17 * 5 + 2
87 = 18 * 4 + 15
87 = 19 * 4 + 11
87 = 20 * 4 + 7
87 = 21 * 4 + 3
87 = 22 * 3 + 21
87 = 23 * 3 + 18
87 = 24 * 3 + 15
87 = 25 * 3 + 12
87 = 26 * 3 + 9
87 = 27 * 3 + 6
87 = 28 * 3 + 3
87 = 29 * 3
Нам нужно получить 29, а потом умножить на 3. Умножения нет.
Давай попробуем получить 81 (9^2) и добавить 6.
Чтобы получить 9 из 3:
На это ушло 3 команды.
Теперь возводим в квадрат:
Всего 4 команды.
Теперь нам нужно добавить 6. У нас есть команда "прибавь 2".
Мы уложились в 5 команд, но получили 83.
Смотрим снова на 87. Оно ближе к 81 (9^2) чем к 121 (11^2).
Именно 81 + 6 = 87.
Как получить 9 из 3 за 2 команды?
3 -> (?) -> 9
Если 3+2=5, 5+2=7. Не 9.
Если 3*3=9, но умножения нет.
Если 3^2=9. Это 1 команда.
Значит, мы можем получить 9 одной командой (1).
Теперь нам нужно получить 87 из 9 за 4 команды.
9 -> (4 команды) -> 87.
87 - 9 = 78.
Нам нужно получить 78, используя "возведи в квадрат" и "прибавь 2" за 4 команды.
Пусть будет 2, 1, 2, 2.
9 + 2 = 11
11^2 = 121 (уже много)
Пусть будет 2, 2, 1, 2.
9 + 2 = 11
11 + 2 = 13
13^2 = 169 (уже много)
Пусть будет 2, 2, 2, 1.
9 + 2 = 11
11 + 2 = 13
13 + 2 = 15
15^2 = 225 (уже много)
Давай попробуем получить 87 из 3 другим способом.
87 = 3 * 29.
Как получить 29 из 3 за 4 команды?
3 -> (2) -> 5 -> (2) -> 7 -> (2) -> 9 -> (1) -> 81. Это 4 команды, результат 81.
3 -> (1) -> 9 -> (2) -> 11 -> (2) -> 13 -> (2) -> 15. Это 4 команды, результат 15.
3 -> (2) -> 5 -> (1) -> 25 -> (2) -> 27 -> (2) -> 29. Это 4 команды, результат 29.
Итак, алгоритм для получения 29 из 3:
Мы использовали 4 команды и получили 29.
Теперь, если бы у нас была команда умножения на 3, мы бы получили 87.
Возможно, есть другая последовательность команд, которая даст 87.
Давайте проверим 87 = 81 + 6.
Чтобы получить 81, нам нужно 9^2. Чтобы получить 9 из 3, нам нужно 3 команды: 3 -> (+2) -> 5 -> (+2) -> 7 -> (+2) -> 9.
Значит, 3 команды для получения 9, 1 команда для возведения в квадрат (получаем 81). Всего 4 команды.
Теперь нужно добавить 6.
81 + 2 = 83 (5-я команда).
Это не 87.
Ищем комбинацию команд, которая даст 87.
87 = 3 * 29.
Как получить 29 из 3 за 4 команды?
3 + 2 = 5 (2)
5 * 5 = 25 (1)
25 + 2 = 27 (2)
27 + 2 = 29 (2)
Это 4 команды: 2122.
Если бы мы могли умножить на 3, то получили бы 87.
Давай попробуем получить 87 напрямую.
3 -> 2 -> 5 -> 2 -> 7 -> 1 -> 49 -> 2 -> 51 -> 2 -> 53 (5 команд, не 87)
3 -> 1 -> 9 -> 2 -> 11 -> 2 -> 13 -> 2 -> 15 (4 команды, не 87)
3 -> 2 -> 5 -> 1 -> 25 -> 2 -> 27 -> 1 -> 729 (4 команды, не 87)
3 -> 2 -> 5 -> 2 -> 7 -> 2 -> 9 -> 1 -> 81 (4 команды, не 87)
Есть ли ошибка в условии или я что-то упускаю?
Проверим алгоритм для 1 -> 123: 2, 1, 2, 1, 2.
1 + 2 = 3
3^2 = 9
9 + 2 = 11
11^2 = 121
121 + 2 = 123
Это 5 команд.
Теперь для 3 -> 87. Максимум 5 команд.
Рассмотрим 87. Это 3 * 29.
Можем ли мы получить 29 из 3 за 4 команды?
Получили 81 за 4 команды.
Что если мы получим 3? И потом умножим на 29? Нет умножения.
Давай попробуем получить 87 как сумму квадратов или квадратов + число.
87 = ?^2 + ?
9^2 = 81. 87 - 81 = 6. 6 = 2 + 2 + 2.
Значит, если мы можем получить 9, возвести его в квадрат, а потом три раза прибавить 2, мы получим 87.
Как получить 9 из 3?
Вариант 1: 3 + 2 + 2 = 7. Не 9.
Вариант 2: 3^2 = 9. (1 команда)
Итак, у нас есть 9 за 1 команду.
Теперь нужно получить 87 из 9 за 4 команды.
9 + 2 + 2 + 2 = 15. Это 3 команды. Всего 1 + 3 = 4 команды.
9 -> (+2) -> 11 -> (+2) -> 13 -> (+2) -> 15.
Теперь нужно возвести в квадрат. Мы уже использовали 4 команды. Последняя команда должна быть возведение в квадрат.
15^2 = 225. Слишком много.
Значит, 87 = 9^2 + 6 не работает.
Давай проверим 87 = 3 * 29.
Как получить 29 из 3 за 4 команды?
3 + 2 = 5 (2)
5 * 5 = 25 (1)
25 + 2 = 27 (2)
27 + 2 = 29 (2)
Алгоритм: 2122.
Это 4 команды. Результат 29.
Если бы была команда умножить на 3, то 29 * 3 = 87.
Может быть, 87 = 121 - 34? Но у нас нет вычитания.
Пересмотрим 87. Ближайшие квадраты: 81 (9^2), 100 (10^2), 121 (11^2).
87 = 81 + 6.
87 = 100 - 13.
87 = 121 - 34.
Мы можем получить 9 (3^2, 1 команда). Тогда 81 = 9^2 (ещё 1 команда). Всего 2 команды. Но это 81, а нам нужно 87.
81 + 2 + 2 + 2 = 87. Это 3 команды "прибавь 2".
Итого: 3^2 (1) -> 9^2 (1) -> +2 (1) -> +2 (1) -> +2 (1) = 5 команд.
Алгоритм: 11222.
Проверим:
Отлично! Мы получили 87 за 5 команд.
Ответ: 11222