В рядку нескінченна кількість осіб (під номером 1, 2, 3 тощо) бажають отримати кімнату в новому нескінченному готелі Гільберта. У готелі нескінченна кількість поверхів (під номером 1, 2, 3 тощо), і на кожному безмежна кількість номерів (1, 2, 3 тощо).
Спочатку готель порожній. Гільберт оголошує, що особа $n^{\text{th}}$ отримує номер: $n$ дістане першу вільну кімнату на найнижчому поверсі за таких умов:
- поверх пустий
- поверх не пустий, аособа $m$ останньою отримала там кімнату, тоді $m + n$ ідеальний квадрат
Особа 1 отримує кімнату 1 на поверсі 1, оскільки він пустий.
Особа 2 не отримує кімнату 2 на поверсі 1, оскільки 1 + 2 = 3 не створює ідеальний квадрат.
Натомість особа 2 отримує кімнату 1 на поверсі 2, оскільки він пустий.
Особа 3 отримує кімнату 2 на поверсі 1, оскільки 1 + 3 = 4 створює ідеальний квадрат.
Згодом, кожна людина з рядку отримує кімнату в готелі.
Визначте $P(f, r)$ як $n$, якщо особа $n$ займає кімнату $r$ на поверсі $f$, та 0, якщо жодна людина не займає кімнату. Ось декілька прикладів: