2024 IMO 第五題

刘通1997發表於2024-07-21

憨豆特工在一個 2024行2023 列的方格表上做遊戲。方格表中恰有 2022 個方格各藏有一個壞人,初始時,憨豆不知道壞人的位置,但是他知道除了第一行和最後一行之外,每行恰有一個壞人,且每列至多有一個壞人,憨豆想從第一行移動到最後一行,並進行若干輪嘗試,在每一輪嘗試中,憨豆可以在第一行中任意選取一個方格出發並不斷移動,他每次可以移動到與當前所在方格有公共邊的方格內。(他允許移動到之前已經到達過的方格),若憨豆移動到一個有壞人的方格,則此輪嘗試結束,並且他被傳送回第一行開始新的一輪嘗試,壞人在整個遊戲過程中不移動,並且憨豆可以記住每個他經過的方格內是否有壞人,若憨豆到達最後一行的任意一個方格,則遊戲結束,求最小的正整數 n,使得不論壞人的位置如何分佈,憨豆總有策略可以確保他能夠經過不超過n輪嘗試到達最後一行。

n最小為3。

1肯定不行,因為在第一次嘗試下到第二行時,無論從哪裡下去,都可能碰到壞人。

2也肯定不行。如果第一次從第一行下到第二行就碰到壞人了,那麼第一次嘗試得到的資訊只有第二行以及壞人所在那一列的資訊,對第三行的資訊是一無所知的,第三行除了第二行壞人所在那一列沒壞人 都可能有壞人。所以在第一次從第二行下到第三行時,無論從第二行的哪個位置下去,都可能碰到壞人,所以2也不行。

3是可以的。策略如下:

第一次嘗試用來確定第二行壞人的位置(從第二行的左邊一直向右走),不妨令第二行壞人位置為 2,n 。

分兩種情況:

1. 第二行壞人位置不在第1列或第2023列。 這種情況從1,1下到 3,1 ,從左往右走直至n,如果走到n都沒碰到壞人,那麼從 3,n 一直向下走就到最後一行了。如果在n之前碰到壞人了,那麼第三次從1,n+1到3,n+1,再到3,n,直著下去就行了。

2. 第二行壞人位置在第1列或第2023列。 不妨令壞人在第1列。之後的策略如下:

從 1,2023 下到 3,2023 之後一直向左走到 3,3 ,如果碰到壞人了,位置不妨為 3,m(m>2),那麼第三次從1,2到3,2,再到3,1,直著下去就行了。如果向左走到 3,3一直沒碰到壞人,那壞人肯定在3,2 ,之後從3,3回頭 走到3,2023 下到4,2023,一直向左走到 4,4 ,之後的處理方式與一直向左走到 3,3相同,之後重複上述步驟··· 如果這樣一直走到2023,2023都沒碰到壞人,那麼從2023,2023直接下到2024,2023就完成任務了。

證畢。

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