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第4問

n≥3n\ge 3 を満たす整数 n をとる。円周上に nn 個のマスがあり、それぞれに 0 または 1 が割り当てられ、1 羽の雄鶏がそのうちの 1 マスにいる。雄鶏が 0 のマスにいればその数を 1 に変えて反時計回りの次のマスへ進み、1 のマスにいればその数を 0 に変えて反時計回りに 1 マス飛ばした次のマスへ進む、という操作を繰り返す。十分多く操作した後では、雄鶏がマス CC にいるとき必ず円周をちょうど 3 周して再び CC で止まり、その 3 周の直前と直後で各マスの数が同じであることを証明せよ。
ステップ 4/8: 最初の3周パターンを得る
jj
詳しい解説

位置は有限個しかないので、ある位置 jj は無限回の周で停止される。雄鶏が jj で停止するたびに、局所的な遷移によって次の位置で停止するか通過するかが変わる。したがって次の位置は無限回停止され、無限回通過される。そこで停止される周と、その次に通過される周を選ぶ。先の規則により、その次の周では再び停止される。よってある位置は連続3周で2回停止され1回通過される。