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\section{Solução do Problema}
O problema de organizar os livros para preencher exatamente a prateleira é uma aplicação clássica do problema da \textbf{Soma de Subconjuntos} (\textit{Subset Sum}), que é uma variação do problema da Mochila (0/1 \textit{Knapsack}). Podemos resolvê-lo de forma eficiente utilizando \textbf{programação dinâmica}. A ideia é rastrear todos os comprimentos parciais possíveis que conseguimos formar com as combinações de livros avaliados até o momento.
\subsection{Definição do Subproblema}
Seja $T$ o comprimento total da prateleira.
Definimos o nosso estado da programação dinâmica como um vetor booleano:
$$dp[j] = \text{1 se for possível formar o comprimento exato } j \text{ com algum subconjunto dos livros.}$$
O nosso objetivo final é descobrir se, após testar todas as combinações de livros, o estado $dp[T]$ se torna verdadeiro.
\subsection{Função de Transição}
Para atualizar os nossos estados, iteramos e avaliamos um livro de cada vez. Seja $x$ a espessura do livro atual.
A lógica é simples: se já descobrimos que é possível formar uma pilha de livros com espessura exata $j$ (ou seja, $dp[j] == 1$), então, ao colocar esse novo livro na pilha, também seremos capazes de alcançar a espessura $j + x$.
A transição, pode ser descrita como:
$$dp[j + x] = dp[j + x] \lor dp[j]$$
\textbf{Detalhe crucial de implementação:} Para garantir que o bibliotecário use cada livro \textbf{no máximo uma vez}, precisamos percorrer as capacidades de trás para frente (começando em $T - x$ e diminuindo até $0$). Se iterássemos da esquerda para a direita, um livro poderia ser considerado mais de uma vez, o que não é o correto nesse problema.
\subsection{Casos Base}
O caso base representa a situação em que não selecionamos livro algum. A soma das espessuras de uma prateleira vazia é zero. Portanto, é sempre possível "formar" o comprimento $0$:
$$dp[0] = 1$$
Todos os outros comprimentos no vetor de $1$ a $T$ nascem como $0$ (falsos/impossíveis), pois ainda precisamos descobrir se eles podem ser alcançados utilizando os livros da pilha.

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@@ -0,0 +1,43 @@
\documentclass[10pt]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{amsmath,amsthm,amssymb}
\usepackage{fullpage}
\usepackage{url}
\pagenumbering{gobble}
\usepackage{hyperref}
\title{ Tutorial: Prateleira Dourada}
\author{}
\date{}
\begin{document}
\maketitle
\section{Solução do Problema}
O problema de organizar os livros para preencher exatamente a prateleira é uma aplicação clássica do problema da \textbf{Soma de Subconjuntos} (\textit{Subset Sum}), que é uma variação do problema da Mochila (0/1 \textit{Knapsack}). Podemos resolvê-lo de forma eficiente utilizando \textbf{programação dinâmica}. A ideia é rastrear todos os comprimentos parciais possíveis que conseguimos formar com as combinações de livros avaliados até o momento.
\subsection{Definição do Subproblema}
Seja $T$ o comprimento total da prateleira.
Definimos o nosso estado da programação dinâmica como um vetor booleano:
$$dp[j] = \text{1 se for possível formar o comprimento exato } j \text{ com algum subconjunto dos livros.}$$
O nosso objetivo final é descobrir se, após testar todas as combinações de livros, o estado $dp[T]$ se torna verdadeiro.
\subsection{Função de Transição}
Para atualizar os nossos estados, iteramos e avaliamos um livro de cada vez. Seja $x$ a espessura do livro atual.
A lógica é simples: se já descobrimos que é possível formar uma pilha de livros com espessura exata $j$ (ou seja, $dp[j] == 1$), então, ao colocar esse novo livro na pilha, também seremos capazes de alcançar a espessura $j + x$.
A transição, pode ser descrita como:
$$dp[j + x] = dp[j + x] \lor dp[j]$$
\textbf{Detalhe crucial de implementação:} Para garantir que o bibliotecário use cada livro \textbf{no máximo uma vez}, precisamos percorrer as capacidades de trás para frente (começando em $T - x$ e diminuindo até $0$). Se iterássemos da esquerda para a direita, um livro poderia ser considerado mais de uma vez, o que não é o correto nesse problema.
\subsection{Casos Base}
O caso base representa a situação em que não selecionamos livro algum. A soma das espessuras de uma prateleira vazia é zero. Portanto, é sempre possível "formar" o comprimento $0$:
$$dp[0] = 1$$
Todos os outros comprimentos no vetor de $1$ a $T$ nascem como $0$ (falsos/impossíveis), pois ainda precisamos descobrir se eles podem ser alcançados utilizando os livros da pilha.\end{document}

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\documentclass{maratona} \documentclass{maratona}
\begin{document} \begin{document}
\begin{ProblemaAutor}{}{}{1}{256}{} \begin{ProblemaAutor}{}{Prateleira Dourada}{1}{256}{}
Você foi recentemente contratado como arquivista júnior na Biblioteca Central, lar de manuscritos inestimáveis. Sua primeira grande tarefa é organizar a famosa \textbf{Prateleira Dourada}, um espaço de exposição reservado apenas para as obras mais raras. Você foi recentemente contratado como arquivista júnior na Biblioteca Central, lar de manuscritos inestimáveis. Sua primeira grande tarefa é organizar a famosa \textbf{Prateleira Dourada}, um espaço de exposição reservado apenas para as obras mais raras.

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@@ -0,0 +1,46 @@
\section{Solução do Problema}
O problema de planejar as férias de Miguel para minimizar os dias de descanso, respeitando a regra de não repetir a mesma atividade física ou mental em dias consecutivos, pode ser resolvido de forma muito eficiente usando \textbf{programação dinâmica}. A intuição é que a decisão do que fazer no dia atual depende exclusivamente da disponibilidade de atividades no dia e do que Miguel escolheu fazer no dia imediatamente anterior.
\subsection{Definição do Subproblema}
Como a restrição olha apenas para a atividade do dia anterior, precisamos carregar essa informação no nosso estado. Definimos o nosso estado da programação dinâmica como:
dp[i][j] = \text{o número mínimo de dias de descanso acumulados até o dia } i, \text{ dado que a atividade escolhida no dia } i \text{ foi } j.
Mapeamos os possíveis valores de $j$ (as escolhas de Miguel) da seguinte forma:
\begin{itemize}
\item $j = 0$: Descansar
\item $j = 1$: Participar de uma competição
\item $j = 2$: Ir à academia
\end{itemize}
A resposta final para o problema será o menor valor entre todas as atividades possíveis no último dia de férias: $\min(dp[n][0], dp[n][1], dp[n][2])$.
\subsection{Função de Transição}
Para calcular as opções do dia $i$, olhamos para os melhores resultados alcançados no dia $i-1$ e verificamos o que o calendário ($A[i]$) nos permite fazer hoje.
\textbf{1. Descansar ($j = 0$):}
Miguel sempre pode descansar em qualquer dia, independentemente do que ele fez ontem. Como descansar adiciona $1$ ao nosso contador de dias de descanso, a transição é:
$$dp[i][0] = \min \big( dp[i-1][0], dp[i-1][1], dp[i-1][2] \big) + 1$$
\textbf{2. Competir ($j = 1$):}
Miguel só pode competir se houver competição hoje ($A[i] == 1$ ou $A[i] == 3$). Além disso, ele não pode ter competido ontem. Logo, os estados válidos anteriores são apenas descanso ($0$) ou academia ($2$):
$$dp[i][1] = \min \big( dp[i-1][0], dp[i-1][2] \big)$$
\textit{Se não houver competição hoje, definimos o estado como inalcançável ($dp[i][1] = \infty$).}
\textbf{3. Ir à academia ($j = 2$):}
De forma análoga, Miguel só pode treinar se a academia estiver aberta ($A[i] == 2$ ou $A[i] == 3$) e se ele não tiver ido à academia ontem. Os estados válidos anteriores são descanso ($0$) ou competição ($1$):
$$dp[i][2] = \min \big( dp[i-1][0], dp[i-1][1] \big)$$
\textit{Se a academia estiver fechada hoje, definimos o estado como inalcançável ($dp[i][2] = \infty$).}
\subsection{Casos Base}
Para que as transições do primeiro dia de férias ($i = 1$) funcionem corretamente, inicializamos o dia $0$ (o momento anterior ao início das férias).
Como antes das férias começarem não há nenhum dia de descanso acumulado, independentemente da atividade "fictícia" que possamos imaginar, zeramos os estados iniciais:
$$dp[0][0] = 0$$
$$dp[0][1] = 0$$
$$dp[0][2] = 0$$

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@@ -0,0 +1,59 @@
\documentclass[10pt]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{amsmath,amsthm,amssymb}
\usepackage{fullpage}
\usepackage{url}
\pagenumbering{gobble}
\usepackage{hyperref}
\title{ Tutorial: Férias}
\author{Codeforces 363 (Div. 1)}
\date{}
\begin{document}
\maketitle
\section{Solução do Problema}
O problema de planejar as férias de Miguel para minimizar os dias de descanso, respeitando a regra de não repetir a mesma atividade física ou mental em dias consecutivos, pode ser resolvido de forma muito eficiente usando \textbf{programação dinâmica}. A intuição é que a decisão do que fazer no dia atual depende exclusivamente da disponibilidade de atividades no dia e do que Miguel escolheu fazer no dia imediatamente anterior.
\subsection{Definição do Subproblema}
Como a restrição olha apenas para a atividade do dia anterior, precisamos carregar essa informação no nosso estado. Definimos o nosso estado da programação dinâmica como:
dp[i][j] = \text{o número mínimo de dias de descanso acumulados até o dia } i, \text{ dado que a atividade escolhida no dia } i \text{ foi } j.
Mapeamos os possíveis valores de $j$ (as escolhas de Miguel) da seguinte forma:
\begin{itemize}
\item $j = 0$: Descansar
\item $j = 1$: Participar de uma competição
\item $j = 2$: Ir à academia
\end{itemize}
A resposta final para o problema será o menor valor entre todas as atividades possíveis no último dia de férias: $\min(dp[n][0], dp[n][1], dp[n][2])$.
\subsection{Função de Transição}
Para calcular as opções do dia $i$, olhamos para os melhores resultados alcançados no dia $i-1$ e verificamos o que o calendário ($A[i]$) nos permite fazer hoje.
\textbf{1. Descansar ($j = 0$):}
Miguel sempre pode descansar em qualquer dia, independentemente do que ele fez ontem. Como descansar adiciona $1$ ao nosso contador de dias de descanso, a transição é:
$$dp[i][0] = \min \big( dp[i-1][0], dp[i-1][1], dp[i-1][2] \big) + 1$$
\textbf{2. Competir ($j = 1$):}
Miguel só pode competir se houver competição hoje ($A[i] == 1$ ou $A[i] == 3$). Além disso, ele não pode ter competido ontem. Logo, os estados válidos anteriores são apenas descanso ($0$) ou academia ($2$):
$$dp[i][1] = \min \big( dp[i-1][0], dp[i-1][2] \big)$$
\textit{Se não houver competição hoje, definimos o estado como inalcançável ($dp[i][1] = \infty$).}
\textbf{3. Ir à academia ($j = 2$):}
De forma análoga, Miguel só pode treinar se a academia estiver aberta ($A[i] == 2$ ou $A[i] == 3$) e se ele não tiver ido à academia ontem. Os estados válidos anteriores são descanso ($0$) ou competição ($1$):
$$dp[i][2] = \min \big( dp[i-1][0], dp[i-1][1] \big)$$
\textit{Se a academia estiver fechada hoje, definimos o estado como inalcançável ($dp[i][2] = \infty$).}
\subsection{Casos Base}
Para que as transições do primeiro dia de férias ($i = 1$) funcionem corretamente, inicializamos o dia $0$ (o momento anterior ao início das férias).
Como antes das férias começarem não há nenhum dia de descanso acumulado, independentemente da atividade "fictícia" que possamos imaginar, zeramos os estados iniciais:
$$dp[0][0] = 0$$
$$dp[0][1] = 0$$
$$dp[0][2] = 0$$\end{document}

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