Loterij

Opgave - PUMA 2009 vraag 6

De loterij van Decimalië geeft formulieren uit waarop je 10 cijfers kan invullen (bv. $0000000000$ of $0123456789$ of $9486344992$). Je "wint" de lotto zodra je een lotje hebt dat minstens twee cijfers juist heeft. Vind een combinatie van 14 invulmogelijkheden, zodat als je deze invult je met zekerheid minstens één maal "wint".

Oplossing

De rijen van de matrices $$\begin{bmatrix}

0&0&0&0&0&0&1&1&1&1\\

0&0&0&1&1&1&0&0&0&1\\

0&1&1&0&0&1&0&0&1&0\\

1&0&1&0&1&0&0&1&0&0\\

1&1&0&1&0&0&1&0&0&0\end{bmatrix},\begin{bmatrix}

1&1&1&1&1&1&1&1&1&1\\

2&2&2&2&2&2&2&2&2&2\\

3&3&3&3&3&3&3&3&3&3\\

4&4&4&4&4&4&4&4&4&4\\

5&5&5&5&5&5&5&5&5&5\\

6&6&6&6&6&6&6&6&6&6\\

7&7&7&7&7&7&7&7&7&7\\

8&8&8&8&8&8&8&8&8&8\\

9&9&9&9&9&9&9&9&9&9\end{bmatrix}$$

vormen samen een voorbeeld van een dergelijke invulcombinatie. Immers, iedere lottotrekking heeft ofwel tweemaal hetzelfde cijfer, ofwel zeker het cijfer 0 én het cijfer $1$. Als nul tweemaal voorkomt, dan zal (ongeacht op welke twee posities) er steeds een rij in de linkse matrix zijn waarbij die twee posities ook $0$ zijn. Als een niet-nul cijfer tweemaal voorkomt, dan zal de corresponderende rij in de rechtse matrix in minstnes twee posities gelijk zijn aan de lotto-trekking. Als voorgaande niet het geval zijn, moet ieder cijfer éénmaal voorkomen, dus moet er precies één $1$ en één $0$ voorkomen. Ongeacht de precieze positie heeft ook steeds minstens één van de rijen uit de linkse matrix op die posities ook respectievelijk $1$ en $0$.