摘自2011年南非青少年奥林匹克运动会:
几个人排成一列。有一位孤独的迟到者想加入队列。请证明,他们总能在某个地方加入队列,并且前面的男性人数等于后面的女性人数。
假设队伍仅由女性和男性组成(没有儿童、没有宠物、没有外星人、没有机器人……)
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最佳答案
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假设队列包含瓦瓦w女性和米米m男性,总计p = w + m页=瓦+米p=w+m人。然后,考虑函数f(十)f(十)f(x)在队列中占据一席之地0 ≤ x ≤ p0≤十≤页0 ≤ x ≤ p(在哪里000在队列开始之前,并且页页p即在结尾之后的那个位置,输出该位置之后的女性人数减去该位置之前的男性人数。
在x = 0十=0x=0, 有瓦瓦w该职位之后有女性,而该职位之前没有男性,因此f(0 )= w − 0 = wf(0)=瓦−0=瓦f(0) = w – 0 = w。 在x = p十=页x=p, 有米米m担任该职位之前的人,以及000女性追求这一职位,因此f(p )= 0 − m = − mf(页)=0−米=−米f(p) = 0 – m = -m。
现在考虑一下当我们从位置移动时会发生什么十十x定位x + 1十+1x+1:
- 如果十十x队列中的第一个人是男性,那么该位置之前的男性数量增加111, 所以f(十)f(十)f(x)减少111。
- 否则,如果十十x队列中的第 1 个人是女性,那么该位置之后的女性数量减少111, 所以f(十)f(十)f(x)减少111。
无论如何,f(x + 1 )= f(x )−1f(十+1)=f(十)−1f(x + 1) = f(x) – 1。
作为f(0 )= wf(0)=瓦f(0) = w, 和f(x + 1 )= f(x )−1f(十+1)=f(十)−1f(x + 1) = f(x) – 1,通过归纳f(w )= 0f(瓦)=0f(w) = 0,这样人们就可以把自己插入瓦瓦w队列中的第 个位置,并且前面的男性人数等于后面的女性人数。
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另一种证明:
在这个队列中,争论的是新来者前面的人数(米f米fm_f)永远不会等于其背后的女性人数(瓦b瓦bw_b)等同于说米f+瓦f≠瓦f+瓦b米f+瓦f≠瓦f+瓦bm_f+w_f ≠ w_f+w_b总是这样,但很显然,新人前面的人数可以等于女性总数。
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呼叫你前面的男子的号码米米M以及你身后的女性人数西西W。
从队伍的后面开始。当你一次一个人向前移动时,米米M将计算来自的每个整数米全部的米吨o吨一个升M_{total}到000, 和西西W将计算来自的每个整数000到西全部的西吨o吨一个升W_{total},只有一个米米M或者西西W每一步都在改变。在某个时刻,米米M必须倒计时到当前值西西W, 或者西西W必须计数到当前值米米M,因为计数序列必须“通过”彼此,并且不能跳过任何整数。基本上,只要米> W米>西M>W,我们可以通过这条线前进,要么减少米米M经过111或增加西西W经过111,我们可以一直重复这个直到米米M和西西W是相等的。
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