第4問
各単位正方形に整数が書かれた の盤を考える。二つの単位正方形は、辺を共有するとき隣接しているという。各ターンでは、いくつかの単位正方形が選ばれる;その後、選ばれた各正方形について、そのすべての隣接正方形の平均が計算され、最後に、これらすべての計算が終わった後、選ばれた各正方形の数はその対応する平均で置き換えられる。有限回のターンの後、すべての正方形の数を等しくすることは常に可能か。
詳しい解説
均衡な盤をその辺の一つに関して反射させ、その方向に大きさを二倍にする;反射されたコピーは同じ値を繰り返すので、継ぎ目の二列(または二行)は等しくなる。すでに 個の隣接マスをもつマスは反射後も同じ隣接マスを保つので、その均衡は影響を受けない。 個の隣接マス をもつ境界のマス(、すなわち )が自分自身に等しい隣接マスをもう一つ得ると、示した恒等式 を満たす;そのようなマスを二つ得る場合(二方向に反射された角)は示した恒等式 が成り立つ。 個の隣接マス をもつマス(、すなわち )が自分自身に等しい隣接マスをもう一つ得ると を満たす。いずれの場合も反射後の盤は再び を法として均衡状態にある。