MathLabs

Bài 5

Cho một số nguyên N≥2N \ge 2. Có N(N+1)N(N+1) cầu thủ bóng đá, không ai có cùng chiều cao với ai khác, đứng thành một hàng. Ngài Alex muốn loại bỏ N(N−1)N(N-1) cầu thủ khỏi hàng này để còn lại một hàng mới gồm 2N2N cầu thủ sao cho NN điều kiện sau đây được thỏa mãn: không ai đứng giữa hai cầu thủ cao nhất, không ai đứng giữa cầu thủ cao thứ ba và cầu thủ cao thứ tư, …\ldots, không ai đứng giữa hai cầu thủ thấp nhất. Chứng minh rằng điều này luôn luôn thực hiện được.
Bước 6 trên 7: Quy nạp trên một trường hợp nhỏ hơn ứng với N−1N-1
(N−1)N=(N−1)((N−1)+1)(N-1)N=(N-1)\big((N-1)+1\big)
Phân tích chi tiết

Nhóm đã được cắt gọn này lại là một hàng gồm các cầu thủ có chiều cao khác nhau theo đúng thứ tự trái–phải ban đầu, được chia theo chiều cao thành N−1N-1 khối liên tiếp, mỗi khối đúng NN người — chính xác là hình dạng cần có cho tham số N−1N-1, vì (N−1)N=(N−1)((N−1)+1)(N-1)N=(N-1)\big((N-1)+1\big). Do đó giả thiết quy nạp áp dụng được cho hàng con này và cho ra 2(N−1)2(N-1) người sống sót nữa, đúng 22 người từ mỗi khối trong số N−1N-1 khối, sắp xếp thành N−1N-1 cặp mà mỗi cặp đều liền kề nhau về mặt vật lý trong hàng con và chiếm các thứ hạng chiều cao liên tiếp bên trong nó.