Чтобы решить данную задачу, давайте внимательно проанализируем условие.
У нас есть 13 городов, и между каждыми двумя из них либо есть дорога, либо её нет. То есть всего можем иметь $C_{13}^2 = frac{13 cdot 12}{2} = 78$ возможных дорог между парами городов.
Далее в условии говорится, что для любого города A найдутся такие три города, что они между собой попарно не соединены дорогами, но каждый из них соединён дорогой с A.
Итак, чтобы определить максимальное количество дорог в стране, мы должны найти такое расположение городов и дорог, которое удовлетворяет условию задачи. Воспользуемся методом предположений и проверим различные варианты.
Предположим, что у нас есть город A и три города, которые между собой не соединены дорогами, но каждый из них соединен дорогой с A. Обозначим эти три города как B, C и D. Тогда наша схема будет выглядеть следующим образом:
A - B
A - C
A - D
Теперь мы должны соединить эти три города между собой без использования дополнительных дорог. Для этого проведем следующие соединения:
B - C
B - D
C - D
Теперь у нас получилась такая схема:
A --- B
| |
| |
C --- D
Теперь рассмотрим оставшиеся города E, F, G, H, I, J, K, L и M. Каждый из них должен быть соединен дорогой хотя бы с одним из городов A, B, C, D.
Мы можем сделать следующие соединения:
A - E
B - F
C - G
D - H
E - I
F - J
G - K
H - L
I - M
Таким образом, мы соединили каждый из городов E, F, G, H, I, J, K, L и M с одним из городов A, B, C, D, и не использовали дополнительных дорог.
Итак, общее количество дорог в стране равно количеству дорог между парами городов и новым соединениям, которые мы добавили.
Подсчитаем количество дорог:
- Количество дорог между A, B, C и D: 3
- Количество дорог между B, C и D: 3
- Количество дорог между E, F, G, H, I, J, K, L и M и их соединениями с A, B, C и D: 16
Итого: 3 + 3 + 16 = 22.
Таким образом, наибольшее количество дорог, которое может быть в этой стране, равно 22.
Ответ: 22 дороги.